फ्रांसीसी शोधकर्ताओं की एक टीम ने ऑनलाइन एक पेपर पोस्ट किया है, जिसमें उन्होंने दावा किया है कि उन्होंने चरम दाब सामग्री विज्ञान की पवित्र कब्र हासिल की है: एक प्रयोगशाला में धातु हाइड्रोजन का निर्माण।
1930 के दशक से भौतिकविदों को संदेह है कि अत्यधिक दबाव के तहत, हाइड्रोजन परमाणु - आवर्त सारणी पर सबसे हल्के परमाणु, नाभिक में प्रत्येक में केवल एक प्रोटॉन होते हैं - जो मौलिक रूप से उनके गुणों को बदल सकते हैं। सामान्य परिस्थितियों में, हाइड्रोजन बिजली का संचालन अच्छी तरह से नहीं करता है और अन्य हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ जोड़ी बनाता है - जैसे कि ऑक्सीजन करता है। लेकिन भौतिकविदों का मानना है कि, पर्याप्त दबाव के अधीन, हाइड्रोजन क्षार धातु के रूप में काम करेगा - लिथियम और सोडियम सहित तत्वों का एक समूह, कि प्रत्येक के पास अपने सबसे बाहरी कक्षा में एक एकल इलेक्ट्रॉन होता है, जिसे वे बहुत आसानी से विनिमय करते हैं। इस स्तंभ के चारों ओर पूरी आवर्त सारणी का आयोजन किया गया है, जिसमें पहले स्तंभ में अन्य क्षार धातुओं के ऊपर हाइड्रोजन रखा गया है। लेकिन इसका असर कभी किसी प्रयोगशाला में नहीं देखा गया।
अब, 13 जून को एक पेपर में छापा पत्रिका अर्क्सिव को पोस्ट किया गया था, शोधकर्ताओं के एक दल ने फ्रांसीसी परमाणु ऊर्जा आयोग के पॉल लॉबरे के नेतृत्व में दावा किया है कि इसे बंद कर दिया है। समुद्र के स्तर (425 गीगास्पास्कल) पर पृथ्वी के वायुमंडलीय दबाव के बारे में 4.2 मिलियन के दो हीरे के बिंदुओं के बीच कुचल, वे कहते हैं कि उनके हाइड्रोजन के नमूने ने धातु के गुणों का प्रदर्शन किया।
"धातु हाइड्रोजन परम हाइड्राइड है," शोधकर्ताओं ने असाधारण गुणों के साथ हाइड्रोजन-आधारित यौगिकों के एक वर्ग का जिक्र करते हुए लिखा। "यह कमरे के तापमान की अतिचालकता, एक असामान्य सुपरकंडक्टिंग-सुपरफ्लुइड अवस्था, एक उच्च प्रोटोनिक विसरण और एक उच्च ऊर्जा घनत्व भंडारण में बहुत कम तापमान पर एक पिघलने के संक्रमण को प्रदर्शित कर सकता है।"
दूसरे शब्दों में, यह एक ऐसी सामग्री होने की उम्मीद है जो कमरे के तापमान पर अनिश्चित काल तक बिजली का संचालन करती है - एक उपयोगी क्वांटम विशेषता - और ऊर्जा को बहुत आसानी से संग्रहीत करती है। आम तौर पर, सुपरकंडक्टर्स केवल बहुत कम तापमान पर सुपरकंडक्ट करते हैं।
धातु हाइड्रोजन के दशकों पुराने शिकार ने शोधकर्ताओं को अन्य सामग्रियों के एक मेजबान के लिए प्रेरित किया है, जो कम दबाव में, इनमें से कम से कम कुछ गुणों का प्रदर्शन करते हैं। लेकिन ऐसा करने के लिए, शोधकर्ताओं को जटिल तरीकों से अन्य यौगिकों के साथ हाइड्रोजन का मिश्रण करना पड़ा। शोधकर्ता उन्हें सुपर-हाइड्राइड कहते हैं। लाइव साइंस ने पहले बताया कि सुपर-हाइड्राइड्स या स्वयं धातु हाइड्रोजन, ऊर्जा परिवहन और भंडारण के लिए एक दिन में काफी बेहतर तकनीक का नेतृत्व कर सकते हैं।
ग्रहों के वैज्ञानिकों को भी लगता है कि धातु के हाइड्रोजन बृहस्पति जैसे भारी ग्रहों में दुबक सकते हैं। लेकिन यह समझना कि पृथ्वी पर सभी सामान बनाने के लिए आवश्यक सभी काम कैसे होते हैं।
समस्या यह थी कि धात्विक हाइड्रोजन उन दबावों पर बनती है जो सबसे अधिक उच्च दबाव वाले अनुसंधान प्रयोगशालाओं की क्षमता से परे हैं। प्रयोगशाला में अत्यधिक, निरंतर दबाव उत्पन्न करने की मानक विधि में दो सुपर-हार्ड हीरों के बिंदुओं के बीच एक छोटे से नमूने को कुचलना शामिल है। लेकिन जैसा कि लाइव साइंस ने पहले बताया है कि 400 गिगापास्कल से परे, यहां तक कि सबसे कठिन "डायमंड एनविल सेल डिवाइस" टूटना शुरू हो जाता है।
2016 में, शोधकर्ताओं की एक टीम ने दावा किया था कि हीरे की एविल डिवाइस में मेटालिक हाइड्रोजन का निर्माण किया गया था, लेकिन केवल सीमित डेटा एकत्र किया। और वे अपने नमूने को अपने हीरे के एविल सेल की मुट्ठी से मुक्त करने से डर रहे थे, कहीं ऐसा न हो कि यह क्षतिग्रस्त हो जाए। Loubeyre सहित अन्य शोधकर्ताओं ने उस समय फोर्ब्स को बताया था कि वे उस कागज से आश्वस्त नहीं थे - जो कि धातु के हाइड्रोजन के दावे को केवल एक डेटापॉइंट पर आधारित करता था: सामग्री की प्रतिबिंबितता।
बाद में, वैज्ञानिकों ने कहा कि उनके हीरे का एविल सेल डिवाइस टूटने के बाद उन्होंने अपना नमूना खो दिया।
नया अध्ययन मुख्य रूप से धातु हाइड्रोजन बनाने के अपने दावे को आधार बनाता है जिस तरह से नमूना अवरक्त प्रकाश के बीम को जोड़ता है जैसा कि एविल लागू होता है और दबाव जारी करता है। एक बात के लिए, शोधकर्ताओं ने अपने प्रयोग को दोहराया, दबाव को ऊपर और नीचे करने के लिए सामग्री को "धातु" के रूप में आगे और पीछे जाहिरा तौर पर धात्विक से गैर-धातु वाले राज्यों में पहुंचाने के लिए दोहराया। उन उच्च दबावों को प्राप्त करने की कुंजी, लेखकों ने लिखा, हीरे का सटीक आकार था - एक केंद्रित आयन बीमिंग नामक प्रक्रिया द्वारा पूरी तरह से टॉरॉयडल बनाया गया था।
हालाँकि, अध्ययन सहकर्मी समीक्षा के अधीन नहीं किया गया है, और यह देखा जाना बाकी है कि बड़े उच्च दबाव वाले भौतिकी समुदाय इस दावे पर कैसे प्रतिक्रिया देंगे।
