Группа ученых из Национальной ускорительной лаборатории SLAC случайно создала гидрид золота — ранее невиданное химическое соединение. Это открытие было сделано во время экспериментов с углеводородами при экстремальных давлениях и температурах, что, по мнению исследователей, может привести к пересмотру некоторых фундаментальных правил химии.
Изначально целью эксперимента, проводившегося на Европейском рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, было изучение процесса превращения углеводородов в алмазы. Для этого образцы углеводородов помещались в алмазную наковальню и сжимались до давлений, превышающих те, что существуют в мантии Земли. Затем их нагревали до температуры свыше 3500 градусов по Фаренгейту с помощью мощных рентгеновских импульсов. Золотая фольга в эксперименте использовалась лишь в качестве поглотителя рентгеновских лучей для равномерного нагрева образца.
К удивлению ученых, помимо ожидаемого образования алмазов, они зафиксировали реакцию между золотом и водородом, в результате которой образовался гидрид золота. Это стало неожиданностью, поскольку золото считается химически инертным и нереакционноспособным металлом. Открытие предполагает, что при экстремальных условиях, когда эффекты высокой температуры и давления начинают преобладать над традиционными химическими законами, могут образовываться совершенно новые экзотические соединения.
Полученные результаты проливают свет на поведение материалов в экстремальных средах, подобных тем, что существуют в ядрах планет или внутри звезд. В ходе эксперимента водород перешел в плотное «суперионное» состояние, при котором его атомы свободно перемещались внутри жесткой кристаллической решетки золота. Это новое состояние вещества повысило проводимость гидрида золота и открыло новые возможности для изучения плотного водорода, который составляет основу некоторых планет и является ключевым элементом в процессах термоядерного синтеза.
Открытие гидрида золота не только открывает путь для изучения плотного водорода в лабораторных условиях, но и предлагает новое направление для исследований в химии. Оказалось, что золото, обычно инертное, может образовывать стабильное соединение при экстремально высоком давлении и температуре, но при охлаждении оно снова распадается на золото и водород. Дальнейшие исследования и моделирование могут быть применены и к другим материалам, что потенциально приведет к открытию новых экзотических свойств и соединений.
