氫是宇宙中含量最豐富的元素。在壓力作用下，氫氣會首先固化結晶，然后演變出一系列的高密度固體相（同一物質的不同相是由于原子尺度上排布方式不同而造成的，例如柔軟的石墨和堅硬的金剛石為碳的兩個物性迥然不同的相）。

理論預測高壓氫最終會演變?yōu)橐环N“神奇材料”。這種材料具有最高的能量密度，是室溫超導體（導電時無電阻），是超流體能從低處向高處流動，甚至可能是由未知的新物理機制操控的一種新穎的凝聚態(tài)。
為了追求這種“神奇材料”，從上個世紀末至今，高壓學者通過不懈努力，已經使高壓技術所能達到的壓力接近預想中這種材料的存在條件，并在這一過程中發(fā)現(xiàn)了許多種氫的高壓新相。然而，測量氫在極端條件下的晶體結構仍是極度困難的，這導致氫的新高壓相的結構無法確定。

近日，由北京高壓科學研究中心的毛河光院士領導的研究小組，成功探測了在極端高壓條件下的氫分子在原子尺度上的排布方式（此排布方式稱作晶體結構）。該工作解決了長久以來對氫的高壓第四相晶體結構的困惑。這項工作于9月26日發(fā)表在國際頂級科學雜志《自然》上。

利用先進光子源（美國阿貢國家實驗室）以及上海光源等同步輻射光子源（大型科學裝置）所產生的高輝度X射線束，毛和光院士帶領的團隊克服了一系列技術挑戰(zhàn)，使得之前在X射線下‘隱形’的高壓氫的結構得以測量，從而成功解出了氫第四相的晶體結構。令人驚訝的是，氫分子仍以六方對稱排列（六方對稱是類似雪花一樣的六邊形排列）。六方的氫晶體在高壓下逐漸被壓扁，從而導致電子結構的轉變形成第四相。

圖解: 圖中兩顆對頂?shù)慕饎偸环Q作金剛石對頂砧，用來產生高達數(shù)百萬大氣壓的壓力。高亮度的同步輻射X射線穿透金剛石照射在高壓氫上，高壓氫與X射線相互作用產生的信息顯示了氫在原子尺度的排列方式，亦即晶體結構。

 “第四相是連接正常固體氫與奇特金屬氫的一個關鍵物相，因而我們必須要理解它的晶體結構?！保竟ぷ鞯牡谝蛔髡呒\研究員表示，“這項工作非常具有挑戰(zhàn)，我們投入了五年的時間逐個攻破技術瓶頸，對于最終能夠準確測量第四相的晶體結構，我個人感到非常興奮。”。 
“極端條件下對氫的研究是物理學界的主要焦點之一，同時也是一個巨大的挑戰(zhàn)?！泵凸庠菏垦a充道，“北京高壓科學中心延攬了高壓氫問題上的專家，我們的目標不單是發(fā)現(xiàn)新的氫的存在形式，更重要的是進行可靠的表征從而理解這些高壓相所蘊含的新物理。此項工作就是這種精確表征的一例，為理解氫金屬化的過程提供了新的手段。”更多濾芯膠請訪問www.googleadsenseguru.com