SLAC случайно создала новое соединение золота и перечеркнула законы химии

В Национальной ускорительной лаборатории SLAC группа исследователей неожиданно получила гидрид золота, который ранее не существовал. Инцидент произошел случайно в ходе экспериментов, связанных с воздействием высоких температур и давлений на углеводороды. Он заставил ученых задуматься о необходимости пересмотра некоторых ключевых химических принципов.

Первоначальной целью эксперимента, проводившегося на Европейском рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в ФРГ, стало наблюдение за процессом трансформации углеводородов в алмазы. Для этого образцы углеводородного материала были помещены в алмазную наковальню и подвергались сдавливанию до давлений, превышающих те, что существуют в недрах планеты. Затем последовал нагрев до температуры, превышающей 1900 градусов Цельсия с использованием мощных рентгеновских импульсов. Золотая фольга использовалась в эксперименте в качестве средства поглощения рентгеновского излучения для равномерного прогрева образца.

К большому удивлению научных сотрудников, помимо ожидаемого синтеза алмазов, прошла реакция между золотом и водородом, в результате которой образовался гидрид золота. Результат стал полной неожиданностью, поскольку золото обычно считается химически инертным элементом, не вступающим в реакции. Ученые предположили, что в экстремальных условиях, где высокая температура и давление играют доминирующую роль, могут возникать совершенно новые, необычные соединения.

Недавнее исследование в ФРГ предоставило химикам новое понимание поведения веществ в экстремальных условиях, схожих с теми, что наблюдаются в ядрах планет или внутри звезд. В процессе эксперимента водород перешел в плотное «суперионное» состояние, в котором его атомы свободно перемещались по кристаллической структуре золота. Новое состояние вещества улучшило проводимость гидрида золота и открыло новые направления для изучения плотного водорода, который составляет основу многих планет и играет важную роль в термоядерных реакциях.