80 Yıllık Arayışların Sonunda Metalik Hidrojen Üretilmiş Olabilir

Harvard Üniversitesi’nden araştırmacılar hidrojeni yüksek basınç altında (Dünya’nın merkezindeki basınç değerinden de fazla) sıkıştırarak metalik hidrojene dönüştürmeyi başardı. Bu gelişme yaklaşık 80 yıl önce yapılan hidrojenin yüksek basınçta süperiletken özelliğe (elektriği direnç olmaksızın iletme) sahip metalik hidrojene dönüşebileceği öngörüsünün doğrulanması anlamına gelebilir.

1935 yılında Eugene Wigner ve Hillard Bell Huntington kuramsal olarak moleküler hidrojenin -yani hidrojen molekülünün- 25 GPa basınç altında (atmosfer basıncının yaklaşık 250.000 katı) metalik hidrojene dönüşebileceğini tahmin etmişti. Katı metalik hidrojenin süperiletken özellikte olduğu ve yüksek basınçta oluşturulmasına rağmen normal oda sıcaklığında ve basıncında da bu özelliğini koruduğu düşünülüyor. Ancak son hesaplamalar hidrojenin metalik hale dönüşmesi için gerekli basıncın 400-500 GPa aralığında olduğunu gösteriyordu.

Sonuçları Science dergisinde yayımlanan araştırmada bilim insanları katı haldeki moleküler hidrojeni uç kısımları düzleştirilmiş iki elmas arasına yerleştirdi. Sıkıştırma sırasında elmasların parçalanmasını engellemek amacıyla uçlar, yüzeyindeki pürüzler ortadan kaldırılacak şekilde dikkatli bir şekilde düzleştirildi. Ayrıca sıkıştırma esnasında elmasın dayanıklılığını artırmak ve hidrojenin elmas uçların arasından “kaçmasını” engellemek için elmasların uçları alüminyum oksit ile kaplandı.

Başlangıçta katı haldeki moleküler hidrojen şeffaftı. Basınç arttıkça opaklaşmaya başladı ve rengi siyaha döndü. Bu durumda hidrojenin yarı iletken hale geçtiği düşünülüyor. Basınç 495 GPa’a ulaştığında ise bütün metaller gibi parlak bir hale dönüştü.

Ancak bilim dünyasından bu araştırmanın sonuçlarıyla ilgili bazı itirazlar dile getiriliyor. Eleştirilerden ilki araştırmacıların bu sonuçları tek bir deneyden elde etmeleri. Bazı bilim insanları böyle önemli bir sonucun yayınlanabilmesi için tekrar edilmiş olması gerektiğini düşünüyor.

Bu gelişme elektriğin enerji kaybı olmaksızın elektrik hatları boyunca taşınabilmesine imkân sağlayabilir. Araştırmacılar ayrıca metalik hidrojenin enerji yoğunluğunun çok yüksek olduğunu, bu nedenle gelecekte uzay teknolojilerinde roket yakıtı olarak kullanılabileceğini düşünüyor.