Selon le magazine earth, une découverte inattendue a secoué la chimie et la physique des matériaux : la création accidentelle d’un composé inédit, le gold hydride, au Stanford Linear Accelerator Center (SLAC). Cette association rare entre l’or et l’hydrogène pourrait changer notre façon de voir certains éléments dits inertes et les états de la matière sous des conditions extrêmes semblables à l’intérieur des planètes géantes, où un dépôt d’or pourrait exister.
Des conditions extrêmes en labo
Sous la direction de Mungo Frost, un scientifique du personnel au SLAC, les chercheurs ont utilisé une cellule à enclumes en diamant pour atteindre des pressions et des chaleurs extrêmes. Ils ont appliqué des pressions statiques très élevées allant d’environ 20 à 100 GPa (équivalentes aux profondeurs du manteau inférieur de la Terre) et des températures supérieures à 1 927 °C, conditions qui rappellent la fuite de matériaux du noyau terrestre. L’objectif initial de l’expérience était d’observer la transformation d’hydrocarbures en diamant.
Une fine feuille d’or, employée au départ comme absorbeur passif de rayons X, se trouvait dans cet environnement. Des trains d’impulsions de rayons X fournis par l’European XFEL en Allemagne, avec ses milliers d’impulsions par seconde, ont chauffé l’échantillon.
Comment le gold hydride s’est formé et ce qu’il révèle
Le gold hydride n’est pas resté une simple curiosité de laboratoire. Sa composition, confirmée par des motifs de diffraction et des simulations, donne accès à des états de la matière comparables à l’hydrogène dense que l’on suppose exister au cœur de planètes et d’étoiles. En régime superionique, l’hydrogène se déplace comme un liquide, ce qui rend le réseau d’or conducteur d’électricité, similaire à la glace supérionique.
Cette découverte fait bouger l’idée reçue que l’or est un métal presque inerte : sous des pressions et des températures extrêmes, des propriétés inattendues peuvent apparaître, élargissant notre compréhension des interactions chimiques même pour les métaux dits « nobles ».
Ce que ça change pour l’astrophysique et la fusion
Les retombées pour l’astrophysique sont particulièrement intéressantes. Le gold hydride sert de modèle pour étudier l’hydrogène à haute densité, un élément clé à l’intérieur de géantes gazeuses comme Jupiter. Des modèles suggèrent que des états superioniques dans des mélanges silice-eau ou silice-hydrogène pourraient expliquer la formation des champs magnétiques planétaires.
Parallèlement, la recherche en fusion nucléaire, qui repose fortement sur des modèles précis du comportement des combustibles sous haute pression, peut tirer parti de ces nouvelles données. Elles fournissent un point de référence utile pour évaluer et affiner les simulations, ce qui aide à réduire les incertitudes dans les prévisions des réactions de fusion.
