عام

ابتكر العلماء الهيدروجين المعدني. هل سيحصلون على جائزة نوبل؟

لقد افترض العلماء منذ فترة طويلة أنه في وسط الغازالعمالقة (الكواكب التي ليس لها سطح صلب وتتألف إلى حد كبير من الهيدروجين وغيرها من الغازات) ، قوانين فيزياء المواد لا تعمل بنفس الطريقة التي تعمل بها على الكواكب الأخرى. في ظل هذه الظروف ، يتم ضغط الهيدروجين تحت ضغط هائل إلى الحد الذي يجعله حرفيًا معدنًا. لسنوات عديدة ، ظل الباحثون يبحثون عن فرصة لإنتاج الهيدروجين المعدني في المختبر لخصائصه الفريدة ، والتي قد تكون مفيدة في العديد من مجالات النشاط البشري.

ما هي الفوائد التي يمكن للشخص تحقيقهاالهيدروجين المعدني؟ على سبيل المثال ، فهي مفيدة في تصنيع الإلكترونيات في المستقبل ، بسبب خصائصها الخاصة للتوصيل الكهربائي. وعلى أساسها سيكون من الممكن إنتاج وقود صاروخي جديد.

ومن المثير للاهتمام أيضًا أن تقرأ: الهيدروجين والكويكبات يمكن أن يولد الحياة على سطح المريخ.

كيفية الحصول على الهيدروجين المعدني؟

اليوم الوحيد المتاحتتمثل طريقة الحصول على الهيدروجين المعدني في استخدام سندان ماسي خاص ، حيث يتم ضغط ذرات الهيدروجين وتبريده حتى يغير حالته. منذ ما يقرب من 80 عامًا ، يحاول العلماء تحويل غاز الهيدروجين إلى معدن - والآن نجحوا. للقيام بذلك ، طبقوا عليه ضغط أكبر مما هو عليه في قلب الأرض.

المنشورات حول هذه النتائج قد ظهرت بالفعلفي وقت سابق ، مع ذلك ، لم تتمكن مجموعة واحدة من العلماء من تأكيدها. على سبيل المثال ، في عام 2011 ، تم الإبلاغ عن أن العلماء تمكنوا من "ضغط" الهيدروجين إلى الحالة المطلوبة باستخدام ضغط أعلى من 220 GPa (جيجابتاسكال) ، أي أكثر من مليوني مرة أكثر من الغلاف الجوي ، وهو 100 كيلو باسكال (كيلو باسكال). في عام 2017 ، ذكرت مجموعة أخرى من العلماء أنهم تمكنوا من الوصول إلى الضغط بالفعل عند 495 GPa. بالمناسبة ، لم يكن لديهم الوقت لإجراء الجزء الرئيسي من التجارب. فقدت العينة الوحيدة من الهيدروجين المعدني بعد انهيار أحد سنادين الماس في الغبار أثناء محاولة لقياس الضغط. ما أصبح من العينة غير مفهومة. ربما فقد بين جزيئات الماس ، وربما تحول مرة أخرى إلى غاز. يمكنك قراءة المزيد عن هذا الفشل هنا.

نظر العلماء الفرنسيون في التجربة والأخطاء السابقةزملائهم ، وكذلك أبحاثهم السابقة وما زالوا يحققون النتيجة المرجوة. كان ذلك ممكنا بفضل اكتشافين. أولاً ، قاموا بتغيير تصميم السندان الماسي ، مما جعل قمم أطراف الماس غير مستوية ، ولكن حلقية ، مع اكتئاب على شكل دونات. هذا التغيير جعل من الممكن زيادة الحد الأقصى للضغط من 400 GPa إلى 600 GPa.

غيض من سندان الماس المحسنة. قطر الشقوق الحلقي حوالي 150 ميكرون (أكثر بقليل من سمك شعرة الإنسان)

ثانياً ، قاموا بإنشاء نوع جديد من مطياف الأشعة تحت الحمراء الخاص - وهي أداة تسمح لك بقياس عينة الهيدروجين.

مع التجربة ، بدأ العلماء في ضغط الماسسندان عينة الهيدروجين وبارد في وقت واحد. عندما وصل الضغط إلى 425 GPa ، وأصبحت درجة الحرارة -193 درجة مئوية ، بدأ الهيدروجين في امتصاص الأشعة تحت الحمراء للطيف. كان هذا دليلًا على انتقال الهيدروجين إلى الحالة الصلبة الأخرى.

صورة مراحل انتقالية من الهيدروجين فيتجربة في عام 2017 (أعلى) وتغيير المرحلة في ضغوط مختلفة - 315 و 427 و 300 GPa - مع تجربة العلماء الفرنسيين. في الحالة الثانية ، من الواضح أن عينة الهيدروجين أصبحت غير شفافة.

وقد اتخذ بيان العلماء الفرنسيين مععدم الثقة ، وذلك لأن التصريحات السابقة حول النجاح في إنشاء الهيدروجين المعدني تبين أنها خاطئة أو غير صحيحة أو ببساطة غير قابلة للإثبات.

ومع ذلك ، يقول الكثير من الناس الآن أن مجموعة من الفيزيائيين الفرنسيين قد يحصلون على جائزة نوبل لاكتشافهم - الجائزة الأكثر شهرة في العلوم.

ما رأيك في هذا؟ هل توافق على أن هذه جائزة نوبل؟ يمكنك مشاركة رأيك في دردشة Telegram.