Τι είναι το Μεταλλικό Υδρογόνο;

Το μεταλλικό υδρογόνο είναι ένα είδος υπερσυμπιεσμένου υδρογόνου που βρίσκεται στους πυρήνες των αέριων γιγάντων και των αστεριών. Καθώς το υδρογόνο βρίσκεται στην κορυφή της στήλης αλκαλιμετάλλου του Περιοδικού Πίνακα, είναι γνωστό εδώ και λίγο καιρό ότι έχει τη δυνατότητα να είναι μέταλλο, αλλά μόνο υπό ακραίες πιέσεις. Το μεταλλικό υδρογόνο συνθλίβεται τόσο στενά που οι ατομικοί πυρήνες χωρίζονται μόνο από μια πυκνή σούπα ηλεκτρονίων που ρέει μεταξύ τους. Ωστόσο, είναι σημαντικά λιγότερο πυκνό από το νετρόνιο, όπου τα ηλεκτρόνια συγχωνεύονται μαζί με τα πρωτόνια στο υδρογόνο για να δημιουργήσουν νετρόνια. Όπως όλα τα μέταλλα, έτσι και αυτό είναι αγώγιμο και απαιτεί ηλεκτρικό ρεύμα για να μετρηθεί η παρουσία επιμετάλλωσης.

Αυτό το υλικό συντέθηκε μόνο σε εργαστηριακές συνθήκες μόλις το 1996, στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore. Υπήρχε μόνο για περίπου ένα μικροδευτερόλεπτο και απαιτούσε θερμοκρασίες χιλιάδων βαθμών και πίεση πάνω από ένα εκατομμύριο ατμόσφαιρες για να επιτευχθεί. Αυτό ήταν μια έκπληξη, καθώς παλαιότερα πίστευαν ότι απαιτείται στερεό (πολύ ψυχρό) υδρογόνο για την παραγωγή μεταλλικού υδρογόνου. Προηγούμενα πειράματα υπέβαλαν στερεό υδρογόνο σε πιέσεις έως 2.5 εκατομμύρια ατμόσφαιρες, με απουσία ανιχνεύσιμης επιμετάλλωσης, έτσι το πείραμα που περιελάμβανε τη συμπίεση θερμού υδρογόνου δημιουργήθηκε για να μετρήσει άλλες ιδιότητες του υλικού, όχι με σκοπό την παραγωγή μεταλλικού υδρογόνου. Παρόλα αυτά, έτσι πρωτοφτιάχτηκε.

Αν και το μεταλλικό υδρογόνο που παρήχθη στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore ήταν στερεό, έχει θεωρηθεί ότι μπορεί να είναι δυνατή η δημιουργία μιας υγρής έκδοσης, εάν χρησιμοποιηθούν ακόμη μεγαλύτερες πιέσεις, περίπου 4 εκατομμύρια ατμόσφαιρες. Οι υπολογισμοί έχουν επίσης καθορίσει ότι αυτό το υλικό μπορεί να είναι υπεραγωγός σε θερμοκρασία δωματίου, αν και αυτή η ιδιότητα θα ήταν κάπως άχρηστη για πρακτικούς σκοπούς, καθώς το κόστος της συμπίεσης κάτι σε πάνω από ένα εκατομμύριο ατμόσφαιρες για παρατεταμένη χρονική περίοδο είναι πολύ μεγαλύτερο από το να ψύχει κάτι κοντά στο απόλυτο μηδέν. Ωστόσο, υπάρχει μια μικρή πιθανότητα να είναι δυνατό μετασταθερό μεταλλικό υδρογόνο — δηλαδή ένα που διατηρεί τη φάση του ακόμη και όταν αφαιρεθεί η πίεση.

Θεωρείται ότι το μεταλλικό υδρογόνο υπάρχει στους πυρήνες των μεγαλύτερων αερίων γιγάντων του ηλιακού μας συστήματος: του Δία και του Κρόνου, καθώς και ένα κέλυφος υδρογόνου κοντά στον πυρήνα του Ήλιου.