کشف حالت جدیدی از هیدروژن

پس از چندین دهه تحقیق در سطح تئوریک، محققان موفق به کشف و ایجاد شکل جدیدی از هیدروژن شدند که پیش از این هرگز مشاهده نشده بود.

هیدروژن یکی از فراوان‌ترین عناصر در جهان است و بیشتر سیارات عظیم‌الجثه منظومه شمسی از جمله خورشید از این ماده تشکیل شده‌اند. همچنین تصور می‌شود که این ماده در هسته درونی مشتری و زحل در فشار بسیار بالا یافت ‌شود و تشکیل همین شکل از هیدروژن است که به عنوان هدف نهایی این تحقیق قرار گرفته است.

در این تحقیق، دانشمندان موفق به ایجاد شکل فلزی و اتمی هیدروژن در فشار بیش از سه میلیون برابر فشار اتمسفر زمین شدند. 30 سال آزمایش برای اثبات این تئوری که سابقه آن حتی به قبل‌تر از این زمان یعنی 80 سال پیش باز می‌گردد، تا پیش از این به شکست منتهی شده بود.

فیزیکدانان دانشگاه ادینبورگ از یک جفت الماس به منظور فشرده‌سازی مولکول‌های هیدروژن استفاده کردند تا به بررسی رفتار این مولکول‌ها بپردازند. از الماس به منظور اعمال فشار بیشتر از 3.5 میلیون اتمسفر استفاده و دما تا 475 کلوین افزایش داده شد.

تحت این شرایط هیدروژن وارد فاز جامد جدیدی می‌شود که به نام فاز V نامگذاری شده است. در این وضعیت هیدروژن شروع به نشان دادن برخی خصوصیات جالب می‌کند. این مولکول‌ها شروع به جدا شدن کرده و به اتم‌های منفرد تبدیل می‌شوند، در حالی که الکترون‌های این اتم‌ها رفتاری شبیه به الکترون‌های عناصر فلزی از خود نشان می‌دهند.

محققان می‌گویند که فاز تازه کشف شده تنها آغازی بر فرایند جداسازی مولکولی است و بر این باورند که هنوز فشارهای بالاتری برای ایجاد وضعیت‌های خالص اتمی و فلزی که در تئوری پیش‌بینی شده مورد نیاز است.

این مطالعه در مجله Nature به چاپ رسیده است.