Превращение лёгких газов, таких как водород и азот, в металлическое состояние — давняя мечта физиков, уходящая корнями в предсказания о поведении вещества при экстремальных давлениях. В новом эксперименте газообразный азот подвергли сжатию до 130–140 гигапаскалей — это давление, эквивалентное весу в 14 миллионов килограммов, приходящемуся на площадь ногтя, — и одновременно нагрели до 3000°C. Под этим чудовищным воздействием атомы выстроились в жёсткие цепочки, напоминающие микроскопические провода, и вещество приобрело металлический блеск и электропроводность. Рентгеноструктурный анализ и спектроскопия — метод, изучающий взаимодействие излучения с веществом — показали, что эти цепочки изогнуты зигзагом, подобно сиденьям амфитеатра, что и объясняет их проводящие свойства.
Новый материал поражает своей двойной природой. При охлаждении до -250°C он становится сверхпроводником — электрический ток течёт без малейшего сопротивления, что является квантовым эффектом, обычно требующим сложных керамических соединений. В обычных же условиях вещество не распадается, хотя в каждом его грамме «заперто» 8,78 килоджоулей энергии — вдвое больше, чем в тротиле. Эта аналогия с падающим с десятого этажа автомобилем помогает представить колоссальную плотность энергии, которая, однако, остаётся стабильной благодаря уникальной структуре цепочек. Такие нити открывают путь к сверхпроизводительным микросхемам и компактным накопителям энергии, где однажды электричество пойдёт по проводам, созданным буквально из воздуха.
До сих пор металлический азот получали только в трёхмерной форме, нестабильной после снятия давления. Новая одномерная форма стала первой, выживающей в обычных условиях.