Bojda smo dobili kovinski vodik

Kot kovine v kemiji poimenujemo snovi, ki imajo delokaliziran elektronski oblak, dobro toplotno in električno prevodnost ter kovinski sijaj. Nekoliko manj znano pa je dejstvo, da lahko kovinsko obliko zavzamejo tudi klasične nekovine, če jih izpostavimo zadostnemu tlaku in dovolj nizki temperaturi. Ogljikove nanocevke ali žveplo pod visokim tlakom sta tipična primera spojin, ki sta kovinska. Že osem desetletij pa znanstveniki poizkušajo pripraviti kovinski vodik, ki so ga teoretični izračuni napovedali davnega leta 1935. Sedaj jim je končno uspelo, trdita Ranga Dias in Isaac Silvera s Harvarda, čeprav v stroki o tem še ni soglasja.

Trden kovinski vodik naj bi imel po napovedih številne zanimive lastnosti, in sicer naj bi bil 15-krat gostejši od tekočega vodika pri 15 K, naj bi bil superprevoden itd. Njegovo poznavanje je pomembno za razumevanje razmer v vesolju, saj naj bi imeli plinasti orjaki (npr. Jupiter) v sredici zaradi visokega tlaka prav kovinski vodik, ki naj bi bil odgovoren za magnetno polje. Lepo bi ga bilo torej tudi pripraviti v laboratoriju.

Definicija visokega tlaka je zelo ohlapna, a za kovinski vodik potrebujemo res ekstremne tlake. Prvi izračuni iz leta 1935 so kazali, da naj bi zadoščali tlaki okrog 25 GPa (250.000 bar), kar še zdaleč ni bilo dovolj. Vsak nadaljnji eksperiment in vsak novi izračun je mejo pomaknil više, ki je bila v zadnjih letih pri 400 GPa (4.000.000 bar). Raziskovalca s Harvarda sta uspela doseči tlak 495 GPa, kar pa je bilo po njunem mnenju vendarle dovolj za nastanek kovinskega vodika. Rokopis članka je bil na arXivu že od oktobra, v Science pa so ga objavili danes. A vse ni tako premočrtno, kot se zdi.

Avtorja sta pojasnila, da so največji problem predstavljali sintetični diamanti, ki se uporabljajo v diamantni celici za stiskanje. Pri ekstremnih tlakih so tudi ti pokali, kar sta rešila s hlajenjem vzorca, poliranjem površine in prevleko iz aluminijevega oksida. Ko jima je uspelo doseči želen tlak, se je vodik najprej spremenil v črn material, kar je znan in dokumentiran prehod, pri tlaku 495 GPa pa v sijočo rdečo snov, ki ni mogla biti nič drugega kakor kovinski vodik. Ali pač? Nista je namreč vzela v roke in analizirala.

Članek je že ob razgrnitvi rokopisa prejel obilico pripomb in požel veliko skepse, končna verzija pa kaj dosti popravkov nima. Zanimivo je, da Science v uvodniku dosežek zelo opeva, medtem ko je konkurenčna, a prav tako ugledna Nature precej kritična do dosežka. Dias in Silvera poizkusa nista ponovila in pridobljene snovi nista karakterizirala. Sama pravita, da sta želela dosežek najprej objaviti in se šele nato posvetiti analizi vzorca. To je razumljivo, saj je v znanosti huda tekma in vso slavo požanje prvi odkritelj (čeprav so, ironično, za potrditev odkritja nujne druge, neodvisne ponovitve poizkusov). Razlag, kaj bi raziskovalca mogla opaziti namesto kovinskega vodika, je več. Lahko bi bilo šlo za aluminijev oksid, ki se pod pritiskom vede drugače, prav tako ni čisto jasno, kako sta merila tlak. Namesto da bi ga merila ves čas (z ramanskim laserjem), sta ga izmerila le na koncu, kar vzbuja dvom o umeritvi. Ne pozabimo, da smo v preteklosti že brali o kovinskem vodiku, a neovrgljive potrditve tedaj Nemci niso mogli pripraviti.