比TNT能量强40倍,完美超导体,氢气被法国科学家变成了金属氢

​趣味探索讯 过去,天文学家一直存在一个疑问,为什么土星的第六颗卫星泰坦表面会自然出现天然气湖泊呢?后来才知道泰坦星上极端压力环境所致,比我们地球大气压还要强好多倍的大气压。所以当压力达到一定强度后,就算是空气也会变固体,甚至还能变成金属,比如氢气就能变成“金属氢”。




可能很多人觉得这太不可能,不过这是事实,在2017年,哈佛大学研究人员称,当给氢气施加上百万个大气压后,氢气变成了固体-“金属氢”,一种完美超导体,一种比普通TNT炸药能量还强40倍的罕见固体。然而一个月后研究人员称,由于失误操作,他们制造出来的金属氢样品被毁了。

目前,实验室中制造金属氢唯一方法是,使用金刚石砧压缩氢原子直到改变状态,不过这种方法太过原始,所以科学家希望能找到另一种合成金属氢的方法,因为金属氢的完美特性实在是太诱人了,未来可以给人类提供无限应用。最近,法国科学家团队在实验室环境中再次制造了金属氢。



当法国科学家团队公布这一实验成果时,遭到了众多科学家的质疑,但它可能是真实的,因为法国科学家称观察到425 GPa附近的金属氢的一级相变。科学家指出由于量子限制规则,“金属氢的存在”是无可争议的。具体来说,就是任何物质内部电子运动受到足够限制时,最终会发生所谓的“带隙闭合”,即变成导电金属。

法国研究团队使用了“钻石铁砧”,钻石尖端是环形的,也就是说钻石中间有一个类似甜甜圈的圆环空隙,然后给甜甜圈内氢气施加400GPa的压加,接着慢慢增加压力,当氢气样品压力达到425GPa和-193°C温度时,开始吸收红外辐射,这表明金属氢已经“封闭了带隙”,即金属氢已经生成了。



有科学家认为,压力巨大的木星内部可能存在着金属氢。目前,这项最新研究成果尚并未得到同行评审,不过该实验已得到了其他物理学家的验证。有科学家对哈佛大学研究人员在2017年制造的金属氢表示怀疑,因为它很快消失了,所以现在这才是值得获得诺贝尔奖的研究成果。更有趣的科学探索内容请关注唯一微信公众号:有趣探索

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