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摘要:行星科学家怀疑木星的外层云层隐藏着巨大的加压金属氢池。但是物理学家相信,在足够的压力下,氢将扮演碱金属的角色——一组元素,包括锂和钠,它们在最外层的轨道上都有一个电子,它们很容易交换。在2016年,一组研究人员声称在钻石砧设备中制造了金属氢,但收集的数据有限。后来,科学家们说,他们的钻石砧电池装置坏了,他们的样品丢失了。然而,这项研究还没有受到同行的审查,更大的高压物理学界将如何回应这一说法还有待观察。
一组法国研究人员在网上发表了一篇论文,他们在论文中宣称已经获得了极压材料科学的圣杯:在实验室中制造金属氢。
物理学家自上世纪30年代以来就怀疑在极压下,氢原子——周期表上最轻的原子,每个原子核中只有一个质子——可能会从根本上改变它们的性质。在正常情况下,氢不能很好地导电,并且倾向于与其他氢原子配对——就像氧一样。但是物理学家相信,在足够的压力下,氢将扮演碱金属的角色——一组元素,包括锂和钠,它们在最外层的轨道上都有一个电子,它们很容易交换。整个周期表是围绕着这个想法组织的,氢放在第一列其他碱金属的上方。但这种影响从未在实验室中得到确凿的证实。
现在发表在6月13日的预印本杂志arXiv上,一个由法国原子能 ... 会的Paul loubyere领导的研究小组声称已经成功了。他们说,他们的氢样品显示出金属性质,在两颗钻石的点之间被压碎,大约是海平面地球大气压的420万倍(425千兆帕)。[6个你从未听说过的重要元素]
“金属氢是最终的氢化物,”研究人员写道,指的是一类具有非凡性质的氢基化合物它可能表现出室温超导性,在非常低的温度下熔化转变成不寻常的超导超流体状态,高质子扩散和高能量密度存储。
换句话说,它有望成为一种在室温下无限导电的材料——一种有用的量子特质-很容易储存能量。通常,超导体只有在非常低的温度下才是超导体。
数十年来对金属氢的探索使研究人员找到了一系列其他材料,这些材料在较低的压力下至少表现出其中的一些性质。但要做到这一点,研究人员必须以复杂的方式将氢与其他化合物混合。研究人员称之为超级氢化物。超级氢化物,或者说金属氢本身,有一天可能会导致能量传输和储存技术的巨大改进,以及其他的进步,之前有报道的
行星科学家也认为金属氢可能潜伏在超重行星中,比如木星。但要理解这些原理,就需要在地球上产生一些物质。
问题是,金属氢的形成压力似乎超出了即使是最极端的高压研究实验室的能力。在实验室中产生极端持续压力的标准 ... 是在两个超硬钻石点之间压碎一个微小的样品。但据《现场科学》此前报道,超过400千兆帕,甚至最硬的“钻石砧电池装置”也开始破裂。
在2016年,一组研究人员声称在钻石砧设备中制造了金属氢,但收集的数据有限。他们害怕从钻石铁砧上取下样本,以免样本受损。其他的研究人员,包括Loubeyre,当时告诉福布斯,他们不相信这篇论文-它的金属氢声明仅仅基于一个数据点:材料的反射率。
后来,科学家们说,他们的钻石砧电池装置坏了,他们的样品丢失了。
这项新的研究它声称制造金属氢的主要依据是铁砧作用时样品改变红外线光束的方式ASS压力。首先,研究人员重复了他们的实验,上下调节压力,使材料从明显的金属态到非金属态来回“过渡”。实现这些高压的关键,作者写道,是钻石的精确形状-通过一种叫做聚焦离子束的过程形成完美的环形。
然而,这项研究还没有受到同行的审查,更大的高压物理学界将如何回应这一说法还有待观察。
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