물질·재료연구기구의 竹村謙一 수석연구원 등은 고체인 요오드에 고압을 가해 나가면 24만 기압에서 28만 기압의 범위에서 분자상태와 원자상태의 중간상태가 나타난다는 것을 X선 회절로 밝히는데 성공했다. 지금까지도 간접적인 증거로 중간상태를 시사하는 결과가 보고되었지만 이번에는 방사광을 이용하여 결정구조를 상세하게 해명했다. 요오드는 2개의 원자가 결합한 2원자 분자. 고체에서는 분자상태로 결정구조를 이루지만, 압력을 가해 나가면 분자간의 거리가 좁아져 최종적으로는 하나 하나의 원자가 일정간격으로 늘어선 결정구조가 된다. 게다가 분자상 물질은 절연체이지만 원자상태가 되면 금속과 같은 도전성을 갖는 등 물성에 커다란 변화를 보인다. 이 현상은 분자해리라고 불리며 80년에 발견되었는데, 전환이 어떻게 일어나는지는 알려지지 않았다. 竹村연구원 등은 균일하게 압력을 가할 수 있는 헬륨을 사용한 실험장치를 사용하여 고체 요오드에 고압을 가해 내부의 원자구조가 변화하는 모습을 대형방사광 시설인 SPring-8로 조사했다. 그 결과 24만기압 부근에서부터 요오드 간의 거리가 좁아지기 시작해 28만 기압이 되자 분자구조가 파괴되어 원자상태가 된다는 것을 알게 되었다. 또한 중간상태에서는 원자배열이 비정합변조구조라는 복잡한 결정구조가 된다. 비정합변조구조는 타 종류의 원자로 구성되는 복잡한 무기물질에서는 알려져 있지만 원소로 구성된 물질에서는 극히 드물다. 2원자 분자는 가장 단순한 분자. 산소나 수소 등도 요오드와 같은 2원자 분자로, 이번 성과는 원자에서 분자가 형성되는 과정해명 등 고체물리학의 진보에 공헌할 것으로 보여진다. 또 목성형 혹성의 내부에서는 고압에서 수소가 원자상의 고체(금속수소)가 되어 있다는 가설이 있는데, 그것을 확인하는 연구에도 탄력이 붙을 것 같다. (NK)