Kovový vodík se ztratil. Kolegové pochybují o převratném objevu vědců z Harvardu

Věda, vědkyně
Věda, vědkyně

Jedním z významných vědeckých objevů tohoto roku bylo vytvoření kovového vodíku. Dostat vodík do kovového stavu je totiž nesmírně těžké a fyzikové o něčem takovém snili už přes osmdesát let. Problém je, že se hned po tomto objevu vzorek kovového vodíku ztratil a další vědci tento objev začali zpochybňovat.

Až do letošního roku se pevný kovový vodík nejspíš nikdy nevyskytl na planetě Zemi. Někteří věří, že se v kovovém stádiu vyskytuje uvnitř velkých planet naší sluneční soustavy, například v jádru Jupitera.

Vytvořit kovový vodík uměle je velmi těžké. „Stlačili jsme vodík na tlak nižší než pět milionů atmosfér pomocí diamantových kovadlin. Molekula vodíku je velmi jednoduchá, s dvěma protony a dvěma elektrony, které jsou mezi protony a drží je pohromadě. Musíme vzít tento plyn, ochladit ho na velice nízkou teplotu a přidat velmi silný tlak. Elektrony proudí skrze systém a nedrží molekuly pohromadě. Tak vznikne kov,” vysvětluje vedoucí pokusu, profesor Isaac Silvera z Harvardu.

Harvard a pochybovači


Je tam velmi zajímavá předpověď, která se datuje už z roku 1935, že kovový vodík by mohl být supravodivý. Jiří Hlinka

Fyzici z Harvardu věří, že důkaz, že šlo o kovové stadium, se jim podařilo přinést díky světelným měřením. „Měří se odraz světla, nestačí změřit pouze světlo jedné vlnové délky. Měřili jsme odraz zeleného, modrého, červeného a infračerveného světla. Zaznamenali jsme přesně to chování, které byste čekali od kovu,” popisuje vědec.

Tomuto tvrzení ale někteří jiní vědci neuvěřili a začali měření týmu profesora Silvery zpochybňovat. „Ten tlak, který se pomocí diamantových cel dosahuje v tomto typu experimentu běžně, je většinou kolem 300 gigapascalů. Tady dosáhli tlaku až 500 gigapascalů. Jedna z otázek byla, jestli byl tlak opravdu tak vysoký, jestli se jim podařilo správně jej změřit,” vysvětluje Jiří Hlinka z Akademie věd.

„Druhá otázka byla, jestli to měření, které provedli, zejména pozorování reflektivity, opravdu svědčilo o tom, že došlo k vytvoření nového stavu pevné látky vodíku,” dodává.

Ztracený nebo vypařený

Dalším problémem je fakt, že se brzy po oznámení objevu vzorek kovového vodíku ztratil. V březnu totiž fyzici z Harvardu oznámili, že jedna z čelistí z umělých diamantů, kde vzorek zůstal sevřený ve vysokém tlaku a chlazený kapalným dusíkem, jednoduše praskla při dalším měření.

Buď se při tom vzorek vypařil, protože není stabilní, nebo spadl někam do nitra experimentální soustavy. Je ale tak malý, že není možné jej nalézt. Proč je ale vlastně objev kovového vodíku tak důležitý?

Ampulka se zářícím ultračistým vodíkem

„Je tam velmi zajímavá předpověď, která se datuje už z roku 1935, že kovový vodík by mohl být současně supravodivý,” vysvětluje Hlinka. Supravodič je kov se zvláštními vlastnostmi. „Vylučuje magnetické pole a používá se například při různých experimentech s levitací, které jsou velice populární. Jak napovídá název, jde o materiál, který vodí téměř bez odporu,” říká.

Raketový pohon


Můžeme si snít i o kvantovém počítaní a dalších podobných aplikacích. Jiří Hlinka

Pokud by se povedlo vytvořit kovový vodík metastabilní, tedy takový, který by po uvolnění tlaku zůstal v kovovém stadiu, dalo by se zabránit velkým ztrátám vyrobené energie, vyrábět nová zařízení, ať už revoluční způsob dopravy pomocí levných vlaků na principu magnetické levitace, nebo třeba nový typ počítačů.

„Můžeme si snít i o kvantovém počítaní a dalších podobných aplikacích,” podotýká Jiří Hlinka. Dalším přelomovým využitím by mohl být také raketový pohon. Reakcí z kovového vodíku se dá totiž uvolnit velké množství energie. I proto výzkum harvardských vědců finančně podporuje americká NASA.