これは、気体が本来ならありえない振る舞いをする物語だ。
ハーバード大学の物理学者が、初めて水素を金属に変えた。これは、ノーベル賞を受賞した物理学者たちが80年以上前に初めて予測した概念を実証するものだ。
周期表で最も小さな元素である水素は、原子1個あたり陽子1個と電子1個しか持たず、室温・通常の大気圧では気体である。通常、水素原子は別の水素原子と結びついて安定した分子を形成する。こうした分子はすばやく動き回り、広い空間を占めるため、気体となる。（実際、大気中で水素が単独で存在することはまれだ。非常に軽いため、地球の重力で十分に引き留められない。）
しかし、分子の速度を上げたり下げたり、動き回る空間を広げたり狭めたりすれば、どの元素でも状態を変えることができる。温度が低いほど、分子の動きは遅くなる。今回、研究者たちは温度を5.5ケルビン（-267.65 °C）まで下げ、分子がほとんど動かなくなるほど減速させた。その温度で水素分子は格子構造に並ぶ。次に、分子を495ギガパスカルの圧力で押しつぶした。これは、海面で私たちが受ける圧力のほぼ500万倍にあたる。
極低温の水素分子が非常に近づくと、不思議なことが起こる。「やがて分子同士があまりにも近づき、分子を構成する2つの原子は、自分たちがその分子に属するのか、隣の分子に属するのか区別できなくなります」と、論文の筆頭著者アイザック・シルベラは語る。1月26日に学術誌『Science』に掲載された（有料記事）。格子の中で分子が個別に存在するのではなく、原子が密に詰まった塊を形成し、すべての原子が電子を共有する。まさに金属のような状態だ。
研究チームは試料に光を当て、その反射率を測定して水素の金属としての性質を調べた。冷却・圧縮された水素が液体か固体かは判別できなかったものの、低エネルギーのレーザー光は、表面が金属なら予想されるように反射した。
金属水素を作るため、シルベラと同僚のランガ・ディアスは、名称のとおりダイヤモンドで化学試料に圧力をかける装置「ダイヤモンドアンビルセル」を使った。「ダイヤモンドは、私たちが知る限り最も硬い物質です」とシルベラは言う。ダイヤモンドは非常に高い圧力に耐え、光やX線を透過するため、アンビルセル内で押しつぶされた試料を調べやすい。今回は、不純物のない合成ダイヤモンドを使った。また、水素分子が宝石の中に入り込むのを防ぐため、表面を酸化アルミニウムの薄い層でコーティングした。
シルベラは、金属水素では分子が再配列するため、再び温めても構造を保ち、超伝導体になる可能性があると考えている。電線に使われる銅などの金属は電気を通すが、エネルギーの一部は熱として失われる（フィラメント電球に触れると熱いことを思い出してほしい）。超伝導体はエネルギーを失わずに電気を運べるが、これまで存在が確認されているのは非常に低い温度でのみだ。そのため、低温を保つのに多くのエネルギーが必要となり、ほとんどの用途には実用的でない。近い将来、シルベラは金属水素が実際に室温超伝導体なのかを確かめる研究を行う予定だ。
