النيتروجين المعدني: أسلاك كمية من الهواء ✎ سريع

الأصل: "One-Dimensional Metallic Polymeric Nitrogen"
arXiv:2603.02716 · 2026-03-03 · arXiv non-exclusive · تحليل مستقل · 1 دقيقة
ابتكر الفيزيائيون خيوطًا معدنية من النيتروجين، مستقرة عند الضغط العادي وذات سعة طاقة هائلة.

تحويل الغازات الخفيفة مثل الهيدروجين والنيتروجين إلى حالة معدنية حلم قديم للفيزيائيين، يعود جذوره إلى تنبؤات حول سلوك المادة تحت ضغوط شديدة. في التجربة الجديدة، تم ضغط غاز النيتروجين إلى 130–140 جيجا باسكال — وهو ضغط يعادل وزن 14 مليون كيلوجرام على مساحة ظفر الإصبع — مع تسخينه في الوقت نفسه إلى 3000 درجة مئوية. تحت هذا التأثير الهائل، اصطفت الذرات في سلاسل صلبة تشبه الأسلاك المجهرية، واكتسبت المادة لمعانًا معدنيًا وموصلية كهربائية. أظهر تحليل حيود الأشعة السينية والتحليل الطيفي — وهو أسلوب يدرس تفاعل الإشعاع مع المادة — أن هذه السلاسل منحنية بشكل متعرج، مثل مقاعد المدرج، وهو ما يفسر خصائصها الموصلة.

تذهل المادة الجديدة بطبيعتها المزدوجة. عند التبريد إلى -250 درجة مئوية، تصبح موصلًا فائقًا — يتدفق التيار الكهربائي دون أدنى مقاومة، وهو تأثير كمي يتطلب عادة مركبات سيراميكية معقدة. وفي الظروف العادية، لا تتفكك المادة، رغم أن كل غرام منها "يحتجز" 8.78 كيلوجول من الطاقة — أي ضعف ما في مادة تي إن تي. هذا التشبيه بسيارة تسقط من الطابق العاشر يساعد على تصور الكثافة الهائلة للطاقة، والتي تظل مستقرة بفضل البنية الفريدة للسلاسل. تفتح هذه الخيوط الطريق أمام رقائق دقيقة فائقة الأداء ومخازن طاقة مدمجة، حيث قد يسير الكهرباء يومًا ما عبر أسلاك مصنوعة حرفيًا من الهواء.

حتى الآن، كان يتم الحصول على النيتروجين المعدني فقط في شكل ثلاثي الأبعاد، غير مستقر بعد إزالة الضغط. الشكل أحادي البعد الجديد هو الأول الذي يبقى في الظروف العادية.

العلماء
Charles-Augustin de CoulombWolfgang PauliJohannes RydbergTheodore LymanLeo EsakiMichael Faraday
المفاهيم
نيتروجين سائل نتريد النيوبيوم نيتريد الألومنيوم درجة حرارة النيتروجين السائل نيكل موصلية الغرافين الفائقة موصلية فائقة في درجة حرارة الغرفة فلز نيكيلات بوليمر تحول طوري بفعل الضغط ألماس فاناديوم نحاس مائع غير نيوتوني النيوبيوم قياس المغناطيسية بالألماس الموليبدينوم ثنائي سيلينيد التنجستن غرافين