Argon er ikke stoffet til metallisk brint

Brint er både det enkleste og det mest udbredte grundstof i universet, så at studere det kan lære videnskabsmænd om essensen af ​​stof. Og alligevel er der stadig mange brinthemmeligheder at låse op, herunder hvordan man bedst tvinger det til en superledende, metallisk tilstand uden elektrisk modstand.

"Selvom det teoretisk set er ideelt til energioverførsel eller lagring, metallisk brint er ekstremt udfordrende at fremstille eksperimentelt, " sagde Ho-kwang "Dave" Mao, som stod i spidsen for et hold fysikere i at forske i ædelgassen argons effekt på tryksat brint.

Det har længe været foreslået at indføre urenheder i en prøve af molekylært brint, H2, kunne hjælpe med at lette overgangen til en metallisk tilstand. Så Mao og hans team satte sig for at studere de intermolekylære vekselvirkninger af brint, der er svagt bundet, eller "dopet, "med argon, Ar(H2)2, under ekstremt pres. Tanken er, at urenheden kan ændre arten af ​​bindingerne mellem brintmolekylerne, reducere det nødvendige tryk for at inducere ikke-metal-til-metal-overgangen. Tidligere forskning havde vist, at Ar(H2)2 kunne være en god kandidat.

Overraskende nok, de opdagede, at tilsætningen af ​​argon ikke lettede de molekylære ændringer, der var nødvendige for at starte en metallisk tilstand i brint. Deres resultater er offentliggjort af Proceedings of the National Academy of Sciences .

Holdet bragte det argon-doterede brint op til 3,5 millioner gange normalt atmosfærisk tryk - eller 358 gigapascal - inde i en diamantamboltcelle og observerede dets strukturelle ændringer ved hjælp af avancerede spektroskopiske værktøjer.

Hvad de fandt var, at brint forblev i sin molekylære form selv op til de højeste tryk, hvilket indikerer, at argon ikke er den facilitator, mange havde håbet, det ville være.

"I modsætning til forudsigelser, tilsætningen af ​​argon skabte ikke en slags 'kemisk tryk' på brinten, skubber sine molekyler tættere sammen. Hellere, det havde den modsatte effekt, " sagde hovedforfatter Cheng Ji.