一项突破性研究中，一个国际科学家团队在探索极端条件下碳氢化合物转化为钻石的过程中，意外合成了前所未见的金氢化物（gold hydride）。这一发现不仅扩展了对极端化学反应的认知，还可能为理解巨行星内部结构及恒星核聚变过程提供新视角。该研究由美国SLAC国家加速器实验室的科学家领衔，实验在德国的欧洲X射线自由电子激光（European XFEL）设施进行。
研究的初衷是模拟行星内部的高压高温环境，以研究碳氢化合物在极端条件下的转变。科学家将涂覆金箔的碳氢化合物样品置于金刚石压砧中，利用X射线脉冲加热至超过1900摄氏度，并施加远超地幔深处的压力。金箔在此过程中仅作为X射线吸收剂和热导体。然而，在观察到钻石形成的同时，科学家们意外发现了金与氢发生反应，形成了金氢化物。
“这完全出乎意料，因为金在化学上通常非常‘沉闷’，几乎不与任何物质反应。这正是我们选择它作为X射线吸收剂的原因，”SLAC研究员、论文首席作者Mungo Frost表示。他进一步解释说，在这些极端条件下，氢进入了“超离子态”，原子在金的晶格结构中自由移动，这种现象极大地增强了金氢化物的导电性。
这一发现具有深远意义，表明物质在极端压力和温度下的化学行为会发生剧烈变化，这与木星等巨行星内部的条件惊人地相似。研究人员可以利用金的晶格结构作为“见证”，来观察氢在极端状态下的行为。正如SLAC高能密度部门主任Siegfried Glenzer所言：“我们能够通过实验来制造和模拟这些物质状态，这些模拟工具也同样适用于模拟其他材料在极端条件下的奇异性质。”
更进一步，这项研究为理解恒星内部的核聚变过程提供了线索。恒星通过核聚变将轻元素转化为重元素并释放能量，而铁是核聚变过程的终点，因为铁核最为稳定，无法通过进一步聚变释放能量。理解极端条件下物质的相变和相互作用，有助于更深入地探索宇宙的运作机制，包括恒星的能量产生和元素的形成。
这项研究不仅在行星科学和能源研究领域具有重要意义，也极大地扩展了化学知识的边界。金，这种长期以来被认为近乎惰性的金属，在极端压力和温度下展现出了形成稳定氢化物的能力。虽然冷却后金和氢会分离，但模拟显示，更高的压力能促使更多氢原子融入金的晶格中。这一意外的发现再次印证了科学探索的魅力——往往在最不经意的时刻，最伟大的突破便悄然降临，为我们揭示宇宙深处的奥秘。