实验室创建的金属氢(如果合法)可以彻底改变物理

经过:帕特里克·基格(Patrick J. Kiger)

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哈佛大学的研究人员宣布,他们能够将液体氢压缩到金属中。哈佛大学/YouTube

早在1935年,物理学家Eugene Wigner普林斯顿大学的希拉德·贝尔·亨廷顿(Hillard Bell Huntington)预测,如果承受足够的巨大压力,氢将成为固体金属。在过去的几十年中,世界上一些精英实验室的科学家一直在努力实现这一目标,用激光和电脉冲轰击氢,并试图在钻石之间挤压。

不仅仅是好奇心驱动他们。如果可以制造金属氢并在室温下保持稳定,则可能是一种非常有用的材料。一方面,科学家认为它将是一个超导体,能够允许电子流经它而不会损失任何能量。加热时,它将释放大量能量,使其有可能成为火箭的改变游戏的推进剂。

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但是金属氢的一个缺点?没有人能真正生产它 - 也就是说,到目前为止,没有人能够生产它。哈佛大学的研究人员认为,他们在实验室首次创建了金属氢。在一篇文章自然科学教授发表在科学杂志上艾萨克·西尔弗(Isaac Silvera)研究研究员Ranga Dias描述了在经过特殊处理的合成钻石砧之间在低温下压缩氢,并通过阶段观察IT过渡 - 从透明到黑色,并最终再到反映光线的物质。他们总结说:“这些特性是原子金属的特性。”

通讯作家Silvera没有回复一封电子邮件,但是在哈佛YouTube视频中,他说:“我们制作了一种新材料。这是一种以前从未有过的材料。”

其他人也认为这一发现是重要的。

“本文很可能是几十年来最重要的物理学之一。它(实验)解决了一个主要的问题。”杰弗里·麦克马洪(Jeffrey M. McMahon),华盛顿州立大学物理助理教授通过电子邮件没有参与研究。“如果金属氢具有预期的显着特性,尤其是这种情况。”他说,金属氢可能是“可能是最强大的火箭燃料”。

为了创造物质,Silvera和Dias开始通过压缩液态氢(冷却至负423摄氏度时,元素液化(负253摄氏度) - 在由两种合成钻石制成的铁砧中。然后,他们转动钢螺钉在液体氢上施加越来越多的压力。

氢的压力约为地球大气的200万倍,是透明的。但是,一旦他们将力量翻了一番,将力量翻了一番,比地球内部核心内部的压力更强烈 - 氢变成了不透明和黑色。拧紧螺钉,氢样品反射了大约90%的光线上的光。

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钻石砧的图像压缩分子氢。
R. Dias和I.F.Silvera/哈佛大学

哈佛科学家的发现是在金属氢首先想象的80多年来。伊利诺伊大学教授解释说:“这花了很长时间,因为它变得金属的压力比Wigner and Huntingdon最初认为的压力要高。”大卫·塞珀利(David M. Ceperley),通过电子邮件是凝结物理物理学的专家。“在大约300 [大气]的压力下,钻石变得非常容易受到破裂的影响,尤其是在存在氢时。许多其他实验者感到惊讶的是,Dia和Silvera能够达到他们成功报告的压力。”

Ceperley警告说,该发现将需要通过其他研究来验证。他说:“即使是哈佛集团也没有重复。”“他们需要验证他们的细胞中的纯氢,并且垫片材料并没有溶解在那里。它们将其金属化。他们需要测量其他特性,而不是光学反射率。”

但是最近的文章在《大自然》杂志上,一些科学家对这一发现表示怀疑,称他们想看到更多的证据表明金属汞实际上是已经生产的。里维拉告诉《纽约时报》他计划使用称为的过程对氢进行其他测量拉曼散射,使用激光光。他还计划将样品带到美国政府的Argonne国家实验室在伊利诺伊州,将使用X射线进行探测。

Ceperley还不相信金属氢必然会变成改变游戏规则的火箭燃料。他认为,一旦释放压力,钻石的方式就不会保持稳定。取而代之的是,他预计它将恢复到仅在低压下仅在低压下稳定的分子形式。他说:“我认为最有可能的应用是教会我们如何从含氢的化合物中制造出更好的超导体。显然,纯净的金属氢本身将面临太高的压力,无法有用。”

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