"Je dobře známo, že při dostatečně vysokém stlačení se ze všech materiálů stávají kovy. To lze pozorovat při metalizaci vodíku za vysokých tlaků a teplot uvnitř planet Jupiter a Saturn," tvrdí Artem Oganov ze Stony Brook University, který spolu s Yanmingem Maem z čínské Jilinské univerzity průhledný sodík objevil.
Sodík
Ovšem, jak vědci zjistili, sodík se chová právě opačně. Za normálních okolností, tedy běžných tlaků a teplot, je to měkký, lehký bílostříbřitý kov. Jako každý kovový prvek dobře vede teplo i elektrický proud. Díky své nízké hustotě ve vodě plave a je tak měkký, že ho lze krájet nožem.
Jenže když ho vystavíme působení tlaku, jeho vlastnosti se rázem mění. Stačí ho stlačit na 1 Mbarů (1 milión atmosfér) a černá. Jakmile tlak dosáhne asi 2 Mbarů, zčervená a začíná propouštět světlo, až se z něj nakonec (při tlacích kolem 3 Mbarů) stane naprosto průhledný, bezbarvý materiál. Jako sklo.
Sodík za působení tlaku pod 1.5 Mbar, 1.5 Mbar, 1.9 Mbar
Hmota pod tlakem
Přeměnu sodíku v dokonale průhledný materiál předpověděl profesor Ma. Z jeho výpočtů vyplývá, že za vysokých tlaků dojde ke změnám v krystalické struktuře sodíku, v důsledku čehož sodík nabyde zcela nečekaných vlastností. Nejen, že bude průhledný, ale dokonce se z něj stane izolant.
Ve spolupráci s experimentátory z Institutu Maxe Plancka pro chemii Ma a Oganov jasně demonstrovali, jak jsou za velmi vysokých tlaků elektrony z vnějších vrstev vtlačovány do mezer mezi jednotlivými atomy, čímž dochází k zhroucení metalické struktury. Elektrony se pak chovají jako falešné atomy, podobně jako v některých iontových sloučeninách, ve kterých přebírají roli aniontů.
Dosud se spíše předpokládalo, že zvyšováním tlaku se kovový charakter materiálů posiluje. Výsledky studie mají velký význam pro pochopení vysoce stlačených struktur, které se nalézají v nitrech hvězd a obřích planet.
Zdroje:
