Kas ir metāliskais ūdeņradis?

Metāliskais ūdeņradis ir sava veida īpaši saspiests ūdeņradis, kas atrodams gāzes gigantu un zvaigžņu kodolos. Tā kā ūdeņradis ir virs periodiskās tabulas sārmu metālu kolonnas, tas jau kādu laiku ir zināms, ka tas var būt metāls, bet tikai ārkārtēja spiediena apstākļos. Metāliskais ūdeņradis tiek sasmalcināts tik cieši, ka atomu kodolus atdala tikai blīva elektronu zupa, kas plūst starp tiem. Tomēr tas ir ievērojami mazāk blīvs par neitronu, kur elektroni saplūst kopā ar ūdeņraža protoniem, veidojot neitronus. Tāpat kā visi metāli, arī šis ir vadošs, un tam ir nepieciešama elektriskā strāva, lai izmērītu metalizācijas klātbūtni.

Šis materiāls tika sintezēts tikai laboratorijas apstākļos 1996. gadā Lawrence Livermore Nacionālajā laboratorijā. Tas pastāvēja tikai aptuveni mikrosekundi, un tā sasniegšanai bija nepieciešama tūkstošiem grādu temperatūra un spiediens vairāk nekā miljons atmosfēru. Tas bija pārsteigums, jo iepriekš tika uzskatīts, ka metāliskā ūdeņraža ražošanai ir nepieciešams ciets (ļoti auksts) ūdeņradis. Iepriekšējos eksperimentos cietais ūdeņradis tika pakļauts spiedienam līdz 2.5 miljoniem atmosfēru bez nosakāmas metalizācijas, tāpēc eksperiments ar karstā ūdeņraža saspiešanu tika izveidots, lai izmērītu citas materiāla īpašības, nevis ar nolūku ražot metālisku ūdeņradi. Tomēr tā tas pirmo reizi tika izgatavots.

Lai gan Lorensa Livermoras Nacionālajā laboratorijā ražotais metāliskais ūdeņradis bija ciets, pastāv teorija, ka var būt iespējams izveidot šķidru versiju, ja tiek izmantots vēl lielāks spiediens, aptuveni 4 miljoni atmosfēru. Aprēķini ir arī atklājuši, ka šis materiāls varētu būt supravadītājs istabas temperatūrā, lai gan šī īpašība praktiskiem nolūkiem būtu nedaudz nederīga, jo izmaksas, ko ilgstoši saspiežot līdz vairāk nekā miljonam atmosfēru, ir daudz lielākas nekā kaut ko atdzesējot. līdz tuvu absolūtai nullei. Tomēr pastāv neliela iespēja, ka varētu būt iespējams metastabils metālisks ūdeņradis, tas ir, tāds, kas saglabā savu fāzi pat tad, kad spiediens tiek noņemts.

Tiek uzskatīts, ka metāliskais ūdeņradis eksistē lielāko mūsu Saules sistēmas gāzes gigantu: Jupitera un Saturna kodolos, kā arī ūdeņraža apvalkā netālu no Saules kodola.