我們可能可以首度看見金屬氫

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僅僅是花了80年的時間,但我們終於可以一窺這個難以捉摸的金屬氫。氫是宇宙中含量最豐富的元素,當它在高壓之下,像是在有如木星般的氣態巨行星中央時,就會開始相變成金屬。

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愛丁堡大學研究人員利用鑽石高壓砧在氫分子上施予325萬個大氣壓,此時他們看到氫分子相變成一個新的固體狀態,並稱此相變為狀態五(Phase V),而此被認為是形成金屬氫的開端。

氫通常見於分子形式:由兩個氫原子結合在一起,並共享兩個電子。在1935年便有預測認為,在足夠的壓力之下,這個分子鍵將破壞,而原子們將自組成為原子固態含金屬的結構,此時電子脫離形成就像銅或鐵的原子。

帶領此研究的Eugene Gregoryanz教授在一份聲明中提及:「在過去30年間的高壓實驗中,科學家們無數次地聲稱在研究室中製造出金屬氫,但這些實驗結果後來都被證明無效。我們的研究首次呈現出實驗證據,證明氫可以像預測的那樣擁有固體金屬態,不過所需要的壓力比之前所想的要來得高許多。此研究結果將有助於基礎科學和行星科學的發展。」

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金屬氫可用在新一代火箭裡

根據這個理論預測,最新發現的固體金屬態並不是真正的金屬態,而比較像是要形成金屬態的初期狀態,此時分子鍵受到破壞,但其金屬性能又尚未完全形成。此調查研究建議,必須在更高的壓力之下,才能獲得這個人們探索已久的金屬氫狀態。而此實驗中使用的鑽石高壓砧可能無法提供創造金屬氫所需要的高壓。

此調查結果刊登在《Nature》刊物中,可能會遭到其他研究人員的質疑。因為高壓技術和少量的樣本有可能會伴隨著巨大的錯誤在其中,因此,此團隊未來的研究工作將接受更嚴謹的檢視。

如果實驗結果確認的話,將會有其他科技被用來取得金屬氫,而其所需的高壓可能超越我們目前能力所及的範圍。

來源: Iflscience