在研究的壓力範圍內選擇測量值。a，在前後強光照射下，在壓縮的不同階段拍攝的氫氣樣品的照片。氫樣品由藍色箭頭指示。大約310GPa時，樣品可逆地變成黑色，如壓力增加時以315GPa和壓力減少時以300GPa拍攝的照片所示。在427GPa的壓力下，樣品處於金屬狀態，並且仍然能夠與錸墊片區分。鑽石尖端中心處的紅色外觀歸因於鑽石帶隙的減小。b，在各種壓力下的紅外透射光譜。分別由紅色星號和三角形表示與振動子和帶隙的閉合有關的固有吸收特徵。c，在壓力增加（紅色）和減少（藍色）期間，氫氣壓力演變與作用在T-DAC活塞上的氦膜壓力之間的關係。插圖是在三個壓力下收集的拉曼鑽石光譜的高波數部分。用於計算壓力的波數以紅點表示。圖片用：Nature (2020). DOI: 10.1038/s41586-019-1927-3
一組研究人員發現了在425GPa（1Pa = 1牛頓/平方米，1Gpa = 1000000000牛頓/平方米）壓力下氫氣相變的證據，其中兩個是法國原子能委員會（AEC）的研究人員，另一個是Soleil同步加速器的研究人員。Paul Loubeyre，Florent Occelli和Paul Dumas 在《自然》雜誌上發表的論文中描述了在如此高的壓力下測試氫氣以及他們從中學到了什麼。
很久以前，研究人員就得出理論認為，如果氫氣受到足夠的壓力，它將轉變為金屬。但是這些理論無法得出需要多少壓力。當科學家開發出能夠施加高壓的工具時，人們開始對理論產生懷疑，而高壓被認為是將氫氣擠壓成金屬所必需的。理論家只是將數字提高了。
a，砧的掃描電子顯微照片。b，通過幹涉法測量的環形鑽石尖端的輪廓。c，壓力釋放後恢復的環形砧的掃描電子顯微鏡圖像。砧座的環形部分是完整的。在砧的斜面上可以看到直徑約150μm的環形裂紋。
然而，在過去的幾年中，理論家們達成了共識-他們的數學表明，氫應在大約425GPa的溫度下轉變 - 但還沒有產生如此大壓力的方法。然後，去年，AEC的一個團隊對鑽石砧室進行了改進，這種方法多年來一直被用來在實驗中產生巨大的壓力。在鑽石砧室中，兩個相對的鑽石用於壓縮高度拋光尖端之間的樣品 - 產生的壓力通常使用參考材料測量。新的設計，稱為環形鑽石砧室，尖端製成帶凹槽圓頂的甜甜圈形狀。使用時，圓頂會變形，但在高壓下不會破裂。藉助新設計，研究人員能夠施加高達600GPa的壓力。雖然有了高壓，但仍然存在如何在壓縮氫樣品時對其進行測試的問題。研究人員通過簡單地將一束紅外光向下照射穿過設備的中心來克服了這一挑戰，在正常溫度下，它可以直接穿過氫氣。但是，如果與金屬相遇，它將被阻擋或反射。
研究人員發現，壓縮到425GPa的氫氣樣本會阻擋所有紅外光和可見光，並顯示出光反射率。他們認為他們的結果表明氫確實在GPa下變成了固體，但他們已經在計劃另一項測試以增強其發現。他們想重複實驗以確定樣品是否開始以425GPa的電流導電。
金屬氫
金屬氫是一種氫元素的簡併態物質，雙原子分子H2的同素異形體。當氫氣被充分壓縮，經過相變後便會產生金屬氫，此形態的氫表現出金屬的特性。此形態是由1935年以理論預測出。
固態金屬氫是由原子核（即質子）組成的晶體結構，其原子間隔小於玻爾半徑，與電子波長長度相當（參見德布羅意波長）。電子脫離了分子軌道，表現為一般金屬中的自由電子。而在『液態』金屬氫中，質子沒有晶格次序，質子和電子組成液態的系統。