摘要 據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)科學(xué)家近日利用鉆石對(duì)頂砧制造出某種極端高壓狀態(tài),從而生成“第五狀態(tài)氫”,即氫的固體金屬狀態(tài)。這是一種新的物質(zhì)形態(tài),這種狀態(tài)的氫...
據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)科學(xué)家近日利用
鉆石對(duì)頂砧制造出某種極端高壓狀態(tài),從而生成“
第五狀態(tài)氫”,即氫的固體金屬狀態(tài)。這是一種新的物質(zhì)形態(tài),這種狀態(tài)的氫通常存在于大型行星或太陽(yáng)內(nèi)核之中,分子分離成單原子,電子的行為特征像金屬電子一樣。
早在80多年前,這種狀態(tài)的氫首次在理論中被提出。從40多年前開(kāi)始,科學(xué)家們一直在努力嘗試再造這種狀態(tài)的氫,但均未能成功。此次英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)科學(xué)家利用鉆石對(duì)頂砧對(duì)氫實(shí)施壓縮到前所未有的高壓狀態(tài),從而證實(shí)了這種罕見(jiàn)的“金屬態(tài)氫”的存在。“金屬態(tài)氫”狀態(tài)不穩(wěn),科學(xué)家此前也從未見(jiàn)過(guò)“金屬態(tài)氫”。
太陽(yáng)和太陽(yáng)系的大型行星的內(nèi)核主要由這種高壓形式的元素構(gòu)成。比如,木星和土星的內(nèi)核被認(rèn)為主要由這種形態(tài)的元素構(gòu)成。該項(xiàng)研究主要負(fù)責(zé)人、英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)物理和天文學(xué)學(xué)院科學(xué)家尤金-格雷高里安茲教授介紹說(shuō),“在過(guò)去30年間,在無(wú)數(shù)次的高壓實(shí)驗(yàn)中,科學(xué)家們都聲稱(chēng)制造出金屬態(tài)氫,但后來(lái)這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果都被證明無(wú)效。我們的研究首次拿出了實(shí)驗(yàn)證據(jù)證明氫可以像預(yù)測(cè)的那樣擁有固體金屬態(tài),不過(guò)所需要的壓力也比此前想像的要高得多。研究成果將有助于基礎(chǔ)科學(xué)和行星科學(xué)的發(fā)展。”
英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)利用鉆石對(duì)頂砧制造出某種極端高壓狀態(tài),即生成“第五狀態(tài)氫”所必需的壓力狀態(tài),將氫壓縮成新的固體狀態(tài)。為了達(dá)到“第五狀態(tài)”,研究團(tuán)隊(duì)所實(shí)現(xiàn)的壓力相當(dāng)于325萬(wàn)個(gè)地球大氣壓??茖W(xué)家們利用激光顯微拉曼光譜儀觀測(cè)到了這種狀態(tài)的變化,從而通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了氫的這種不尋常特性。
在這種極端高壓狀態(tài)下,分子開(kāi)始分離成單原子。研究人員發(fā)現(xiàn),電子的行為與金屬電子的行為特征相似。盡管此次實(shí)驗(yàn)比此前的實(shí)驗(yàn)邁進(jìn)了一大步,但科學(xué)家承認(rèn)還需要繼續(xù)努力加以佐證。此外,為了生成單純的原子和金屬狀態(tài)可能還需要更大的壓力。
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