علم

يفقد الباحثون العينة الأولى والوحيدة في العالم من الهيدروجين المعدني

يفقد الباحثون العينة الأولى والوحيدة في العالم من الهيدروجين المعدني


شعر علماء الفيزياء بجامعة هارفارد بالإثارة العام الماضي عندما نجحوا في تحويل الهيدروجين إلى حالة معدنية. تنبأ العلماء بتغيير المرحلة في عام 1935 ، لكن لم يقم أحد بعد بإنشائه في بيئة معملية. لم يقم فريق هارفارد بإنشاء عينة الهيدروجين المعدني فحسب ، بل حافظوا على استقرارها في المختبر. ومع ذلك ، أبلغ الفريق أنهم فقدوا العينة. إنهم ليسوا متأكدين تمامًا من كيفية حدوث ذلك أيضًا.

[مصدر الصورة:هارفارد عبر يوتيوب]

يمكن أن يتقلب الهيدروجين المعدني بين الحالة الغازية والمعدنية الصلبة اعتمادًا على الضغط ودرجات الحرارة. للحفاظ على الحالة المعدنية ، عقد الباحثون العينة بين ماسين في درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق.

كان الباحثون على وشك شحن العينة والنظام بالكامل إلى مختبر أرجون الوطني. فشل نائب الماس أثناء اختبار الليزر لقياس ضغط النظام. دمر الليزر ماسة واحدة ، ولا يعرف الفريق السبب. لم يجدوا العينة بعد. قال قائد الفريق إسحاق سيلفيرا إن هذا لا يعني بالضرورة أن العينة قد اختفت إلى الأبد.

وقال في مقابلة مع "في الأساس ، لقد اختفت" ScienceAlert. "إما أنها في مكان ما تحت ضغط الغرفة ، أو صغيرة جدًا ، أو أنها تحولت إلى غاز. لا نعرف."

قاموا بإنشاء عينة مستقرة في أكتوبر من العام الماضي. ومع ذلك ، أراد فريق Silvera التحقق من وجودها قبل نشر النتائج. تم نشر الخبر الشهر الماضي في المجلةطبيعة.

كانت العينة نفسها صغيرة للغاية - فقط بسمك 1.5 ميكرومتر وقطرها 10 ميكرومتر. هذا أصغر من شعر الإنسان. هناك فرصة (صغيرة) أن تكون العينة ببساطة على أرضية المختبر ولا يمكن رؤيتها.

في بيان صدر بعد وقت قصير من نشر النتائج التي توصلوا إليها في يناير ، قالت سيلفيرا:

"أحد التنبؤات المهمة للغاية هو أنه من المتوقع أن يكون الهيدروجين المعدني مستقرًا. وهذا يعني أنه إذا أزلت الضغط ، فسيظل معدنيًا ، على غرار الطريقة التي يتشكل بها الماس من الجرافيت تحت حرارة وضغط شديدين ، ولكنه يظل ماسيًا يتم إزالة الضغط والحرارة ".

ومع ذلك ، فإن الاحتمال الأكبر هو أنه بعد التعرض لدرجة حرارة الغرفة والافتقار إلى ضغط الرذيلة ، عاد الهيدروجين المعدني إلى إحدى خصائصه القياسية.

سيلفيرا ، الذي أمضى أكثر من 45 عامًا من حياته المهنية في العمل لتحقيق هذا الهدف ، يعترف بخيبة الأمل - ولكن ليس بالهزيمة.

وقال: "نحن نعد تجربة جديدة لمعرفة ما إذا كان بإمكاننا إعادة إنتاج الضغوط التي حققناها في المرة الأولى ، وإعادة إنتاج الهيدروجين المعدني".

تم اقتراح المنهجية الكامنة وراء الهيدروجين المعدني لأول مرة من قبل يوجين وينر وهيلارد بيل هانتينغدون منذ أكثر من 80 عامًا. لقد افترضوا أنه تحت ضغط هائل ، فإن الشبكة تسمح للإلكترونات بالتدفق من جزيء هيدروجين إلى آخر. بينما عملت النظرية في النهاية ، لم تكن تقديراتهم كذلك. اقترح Wigner و Huntingdon أن 25 جيجا باسكال (GPa) يمكن أن تخلق هيدروجينًا معدنيًا صلبًا. كان هذا بعيدًا كل البعد عن 495 GPa المستخدمة في النهاية.

لماذا يهم؟

هناك سبب يجعل جامعة هارفارد وبقية المجتمع العلمي يتدافعون لإعادة إنتاج الهيدروجين المعدني. الخصائص الموضوعة نظريًا بشأنه تجعله أحد أكثر الإبداعات قيمة في السنوات الأخيرة. يمكن أن يكون أعظم موصل فائق في العالم ، يحمل تيارًا بدون مقاومة تقريبًا.

كما أشار زميل ما بعد الدكتوراه رانجا دياس ، الذي عمل مع سيلفيرا في المشروع ، إلى أنه يمكن أن يكون "أقوى دافع صاروخي يعرفه الإنسان ، ويمكن أن يحدث ثورة في صناعة الصواريخ."

لمشاهدة الباحث يناقش تطور المشروع المبدئي شاهد الفيديو أدناه:

انظر أيضًا: هارفارد تفتح الكأس المقدسة للفيزياء: الهيدروجين المعدني


شاهد الفيديو: تجربة تأثير حمض الآزوت على معدن النحاس