Maandag 16/12/2019

Fysica

Amerikaanse wetenschappers persen waterstof samen tot nieuw 'supergeleidend' metaal

Beeld Thinkstock

Amerikaanse wetenschappers zijn erin geslaagd om waterstof zo intens samen te persen dat het zich tot een metaal gevormd heeft. Op die manier creëerden ze een geheel nieuwe substantie die elektriciteit op een bijzonder efficiënte manier kan geleiden bij kamertemperatuur. 

De theorie waar de wetenschappers zich op baseerden, was die van fysici Hillard Bell Huntington en Eugene Wigner. In 1935 opperden die al dat waterstof - dat in normale toestand in gasvorm verschijnt - onder extreme druk de vorm van een hard metaal zou kunnen aannemen. Het geslaagde experiment - dat vandaag werd gepubliceerd in The Journal Science - is de eerste bevestiging van die theorie. 

Verwacht wordt dat de ontdekking vooral voor baanbrekende vernieuwingen kan zorgen in de wetenschappelijke en geneeskundige sector. Supergeleiders die daar op dit moment gebruikt worden om bijvoorbeeld MRI-scans te maken, moeten daarbij gekoeld worden door vloeibaar helium om ze in een extreem koude toestand te houden. Bij het nieuwe metaal zou dat niet meer nodig zijn, omdat die ook efficiënt geleidt bij kamertemperatuur. 

"Dit is de heilige graal van de 'hoge druk'-fysica", zegt Isaac Silvera hoofdonderzoeker van het experiment en fysicus aan Harvard University. "Het is het allereerste staal van waterstof in metaalvorm dat ooit op aarde tot stand kwam. Wie ernaar kijkt, kijkt dus eigenlijk naar iets dat nog nooit eerder heeft bestaan." Ook David Ceperley, professor fysica aan de University of Illinois Urbana-Champaign is onder de indruk: "Als de ontdekking bevestigd wordt door een succesvolle herhaling, brengt men daarmee de decennialange zoektocht naar een manier om waterstof om te zetten in metaal tot een goed einde." 

Geslepen diamant  

In hun experiment drukten onderzoekers Silvera en Ranga Dias een klein staaltje waterstofgas samen aan meer dan 32,5 miljoen kilogram druk per 6,5 vierkante centimeter materie. Dat is groter dan de druk die er heerst in het middelpunt van de aarde. 

Die enorme druk wisten de wetenschappers te creëren door synthetische diamanten tegenover elkaar te plaatsten in een speciaal druksysteem. Om te voorkomen dat de diamanten tijdens het proces zouden breken, gaven de onderzoekers ze een heel specifiek gepolijste vorm mee. Het is precies in dat slijp- en schaafproces dat het succes van Silvera en Dias ligt. "Tijdens voorgaande experimenten braken de diamanten altijd, zodat er niet voldoende druk gezet kon worden. Dankzij de nieuwe slijpmethode hielden ze dit keer wel stand." 

Sleutelvraag in het hele verhaal is natuurlijk of het 'nieuwe metaal' zijn hooggeleidende capaciteiten ook écht zal behouden bij kamertemperatuur. Volgens Ceperley en Silvera zal dat wel degelijk het geval zijn, bewezen is dat echter nog niet. 

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met De Morgen?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van De Morgen rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar info@demorgen.be.
DPG Media nv – Mediaplein 1, 2018 Antwerpen – RPR Antwerpen nr. 0432.306.234