Il y a 80 ans, le Prix Nobel Eugene Wigner avait émis une hypothèse selon laquelle l’hydrogène posséderait les propriétés d’un métal conducteur lorsqu’il est soumis à une très haute pression. Les scientifiques avaient découvert que l’hydrogène métallique était très abondant dans d’autres planètes tels que Saturne ou encore Jupiter. Sur Terre, cela fait des années que les chercheurs tentent de reproduire en laboratoire les conditions exactes pour faire basculer l’hydrogène sous forme métallique, mais en vain. Aujourd’hui, deux chercheurs de la Direction des applications militaires du CEA et un chercheur du CNRS, détaché au synchrotron SOLEIL, sont parvenus à produire cette fameuse transition de phase ! Le trio a pu observer l’hydrogène se « déchirer, » ses électrons se séparer des protons et devenir libre de leurs mouvements. Les électrons ont alors acquis les mêmes capacités que le métal en devenant capables de conduire l’électricité.
Comment les chercheurs français ont-ils réussi là où de nombreux scientifiques avaient échoué avant eux ? Dans un article publié le 30 janvier 2020 dans la revue Nature, le trio explique que c’est grâce à « la mise au point d’un nouveau type de presse à enclumes de diamant dépassant 4 millions d’atmosphères, associée à une mesure non intrusive du passage isolant-métal à l’aide d’un rayonnement infrarouge synchrotron très brillant, pouvant sonder un échantillon de quelques microns de diamètre qui a permis d’observer le changement de phase, d’obtenir la signature du caractère métallique de l’échantillon sous pression et de déterminer avec une grande précision la pression d’apparition du phénomène. »
Il s’agit d’une découverte exceptionnelle qui ouvre de nombreuses perspectives pour le monde de la science et de la physique. Comme l’explique l’article publié dans la revue Nature : « Si l’hydrogène métallique était supraconducteur à température et à pression ambiantes, cela constituerait une avancée considérable pour le stockage de l’hydrogène qui est un enjeu énergétique primordial. »
À l’avenir, l’hydrogène métallique pourrait servir comme carburant léger et énergivore pour les fusées et vaisseaux spatiaux. La découverte profite également aux physiciens qui font des recherches sur les hautes énergies, sans oublier les astrophysiciens. Étudier l’hydrogène métallique pourrait les faire avancer dans leurs travaux sur les matériaux qui se trouvent à l’intérieur des planètes géantes tels que Saturne ou encore Jupiter. Il n’y a pas que l’aérospatiale qui bénéficiera d’un tel exploit. Le secteur automobile pourrait également profiter d’une telle découverte. Il va sans dire que cela résoudra le problème d’autonomie pour les véhicules autonomes et électriques.