นักวิทยาศาสตร์ไม่มีภูมิคุ้มกันต่อเสน่ห์ของโลหะหายาก ความสนใจในการเล่นแร่แปรธาตุ ได้รับการบันทึกไว้เป็นอย่างดี เมื่อนักปรัชญาธรรมชาติไม่ได้วางรากฐานสำหรับฟิสิกส์สมัยใหม่ส่วนใหญ่ เขามักจะแอบ หมกมุ่น และพยายามที่จะเปลี่ยนตะกั่วให้เป็นทองคำ ทุกวันนี้ นักฟิสิกส์ต่างหวังที่จะเปลี่ยนองค์ประกอบที่ต่ำต้อยให้เป็นสิ่งที่มีค่ายิ่งกว่า ไฮโดรเจนเป็นอะตอมที่เบาที่สุด ไม่ต้องพูดถึงว่ามี
มากที่สุด
คิดเป็นสามในสี่ของสสารปกติของจักรวาลทั้งหมด อย่างที่เราทราบกันทั่วไป ไฮโดรเจนเป็นก๊าซโมเลกุล ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ส่วนใหญ่ไม่เป็นอันตราย และบางคนอาจบอกว่าค่อนข้างจืดชืด แต่ภายใต้ความกดดันที่รุนแรง ไฮโดรเจนจะกลายเป็นหนึ่งในโลหะที่หายากที่สุดในจักรวาล ซึ่งเป็นโลหะที่ไม่มีอยู่ตามธรรมชาติ
บนโลกนี้ และบางทีอาจมีอยู่เฉพาะในโลกใต้พิภพของแก๊สยักษ์ เช่น ดาวพฤหัสบดี โลหะเป็นที่ต้องการไม่เพียงเพราะหายากเท่านั้น แต่ยังเพราะมันสามารถกลายเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้องที่เสถียรได้ ดังนั้นจึงเป็นหนทางที่ดีในการแก้ปัญหาพลังงานของโลก เป็นเวลากว่าศตวรรษที่นักฟิสิกส์ได้แสวงหา
โลหะไฮโดรเจน อย่างไรก็ตาม ในปีที่ผ่านมา นักฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดในแมสซาชูเซตส์ สหรัฐอเมริกา อ้างว่าพวกเขาทำสำเร็จแล้ว โดยบีบไฮโดรเจนภายในเซลล์ทั่งเพชรเพื่อสร้างแรงกดดันเกือบห้าล้านชั้นบรรยากาศ มันจริงเหรอ? นักทฤษฎีจาก ในสหรัฐอเมริกากล่าวว่า
“ถ้าเป็นเรื่องจริง นับเป็นความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ เป็นการเติมเต็มการค้นหาเฟสอะตอมของไฮโดรเจนที่ยาวนาน” “อย่างไรก็ตาม มีความสงสัยอย่างลึกซึ้งในชุมชนเกี่ยวกับการทดลองของพวกเขา” การค้นหาในช่วงต้นการให้ไฮโดรเจนอยู่ในสภาวะที่รุนแรงนั้นไม่ใช่เรื่องใหม่อย่างแน่นอน เมื่อถึงจุดสูงสุด
ของศตวรรษที่ 20 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ได้ทำให้ไฮโดรเจนเย็นลงเป็นครั้งแรกจนกระทั่งกลายเป็นของแข็งที่อุณหภูมิต่ำกว่า 14 K ในช่วงเวลานี้ นักเคมีก็ครุ่นคิดถึงตำแหน่งของธาตุในตารางธาตุด้วย ไฮโดรเจนควรก่อตัวเป็นโลหะที่ด้านบนของคอลัมน์โลหะอัลคาไล เมื่ออยู่ในสภาวะที่เหมาะสม
เงื่อนไข
เหล่านั้นถูกคำนวณครั้งแรกในปี 1935 นักฟิสิกส์ชาวฮังการีและ นักฟิสิกส์ชาวสหรัฐอเมริกา ซึ่งทำนายว่าที่อุณหภูมิใกล้ศูนย์สัมบูรณ์ และที่ความดันประมาณ 250,000 บรรยากาศ (25 GPa) อะตอมของไฮโดรเจนควรจะกลายเป็น แน่นมากจนเมฆอิเล็กตรอนทับซ้อนกันเหมือนอยู่ในโลหะ
วิกเนอร์และฮันติงตันยิงปืนนัดแรกเพื่อค้นหาโลหะไฮโดรเจน แต่การคาดคะเนของพวกเขาเป็นไปในเชิงบวก ด้วยการประดิษฐ์เซลล์ทั่งเพชรที่สำนักงานมาตรฐานแห่งชาติ (ปัจจุบันคือสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ หรือ NIST) ในช่วงปลายทศวรรษ 1950 ความกดดันสูงก็กลายเป็นสิ่งที่เข้าถึงได้
เป็นประจำ และในช่วงปี 1970 พวกมันมีอุณหภูมิสูงถึง 100 GPa แต่สำหรับไฮโดรเจน ยังไม่มีสัญญาณของการเปลี่ยนแปลงของโลหะ ถึงกระนั้น แผนภาพเฟสของไฮโดรเจนสามารถแมปได้ชัดเจนยิ่งขึ้น องค์ประกอบจะเป็นของแข็งเสมอที่ความดันสูงและที่อุณหภูมิปานกลาง แต่จะมีเฟสที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับว่า
ความดันสูงแค่ไหน ระยะที่ 1 เป็นโครงสร้างที่อัดแน่นซึ่งมุมโมเลกุลไม่เป็นระเบียบ ระยะที่ 2 เป็นโครงสร้างที่คล้ายกัน แต่มีระดับของลำดับการวางแนว ระยะที่ 3 เชื่อว่าเป็นโครงสร้างที่ความแข็งแรงของพันธะไฮโดรเจน-ไฮโดรเจนอ่อนลงจนสามารถถือว่าไฮโดรเจนเป็นส่วนหนึ่งของอะตอม
ในขณะที่
การทำแผนที่เฟสทั้งหมดนี้กำลังเกิดขึ้น นักทฤษฎีก็กำลังได้รับรางวัลสำหรับการแยกโลหะที่เข้าใจยาก ในช่วงปลายทศวรรษที่ 1960 นักฟิสิกส์ ในนิวยอร์ก สหรัฐอเมริกา ทำนายว่าไฮโดรเจนที่เป็นโลหะแข็งอาจเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูง และในทศวรรษที่ผ่านมา นักทฤษฎีคนอื่นๆ
ได้เสนอว่าอุณหภูมิวิกฤตสำหรับตัวนำยิ่งยวดดังกล่าวอาจสูงกว่าอุณหภูมิห้อง ซึ่งไม่เหมือนกับที่ทราบกันในปัจจุบัน การใช้งานอีกอย่างที่ และคนอื่นๆ คาดการณ์เมื่อไม่นานมานี้คือสารนี้สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงจรวดได้ จากการคำนวณของพวกเขา แรงกระตุ้นเฉพาะของไฮโดรเจนโลหะแข็ง
ซึ่งเป็นมาตรวัดมาตรฐานของจรวดจะมากกว่าการผสมของไฮโดรเจนเหลวและออกซิเจนที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงจรวดแบบดั้งเดิมถึงสามเท่าครึ่ง ทำให้สามารถเดินทางในอวกาศได้อย่างทะเยอทะยานมากขึ้น จริงอยู่ การสร้างเงื่อนไขสำหรับไฮโดรเจนโลหะแข็งในถังเชื้อเพลิงนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย
แต่การคำนวณในช่วงต้นทศวรรษ 1970 โดยนักฟิสิกส์ที่สถาบันพลังงานปรมาณู ของสหภาพโซเวียตในมอสโก แนะนำว่าไฮโดรเจนโลหะแข็งสามารถแพร่กระจายได้ที่อุณหภูมิห้อง และความดัน: เมื่อสร้างแล้วจะคงสภาพเป็นโลหะแม้ว่าจะปล่อยความดันออกมาแล้วก็ตาม
ไม่ใช่ว่าแอปพลิเคชันดังกล่าวได้ผลักดันให้ แสวงหาโลหะ “ผมสนใจปัญหาที่ท้าทายมาโดยตลอด” เขากล่าว “และในชุมชนการวิจัยความดันสูง ไฮโดรเจนของโลหะมักถูกมองว่าเป็นหนึ่งในความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่มีอยู่” เขาเริ่มค้นหาในทศวรรษ 1970 ในขณะที่ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยอัมสเตอร์ดัม
ในเนเธอร์แลนด์ และแม้ว่าหัวข้ออื่นๆ จะเปลี่ยนความสนใจของเขาไปบ้างก็ตาม เช่น ในปี 1979 เขาและเพื่อนร่วมงานในอัมสเตอร์ดัม ได้ทำไฮโดรเจนให้เป็นก๊าซควอนตัมตัวแรก สารตั้งต้นของคอนเดนเสทของโบส-ไอน์สไตน์ ไฮโดรเจนที่เป็นโลหะอยู่ในความคิดของเขาเสมอมา
สำหรับนักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ในสาขานี้ มีข้อสงสัยเพียงเล็กน้อยว่ารัฐมีอยู่จริง เชื่อกันว่าไฮโดรเจนในแกนกลางที่มีการบีบอัดสูงของดาวก๊าซยักษ์ขนาดใหญ่ เช่น ดาวพฤหัสบดี จะต้องเป็นโลหะ แม้ว่าจะอยู่ในรูปของเหลว แทนที่จะเป็นของแข็ง เพื่อสร้างสนามแม่เหล็กที่สังเกตได้
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
