金属氢被发现了吗?

金属氢是什么?

氢存在于许多形式和阶段。但早在1935年,固态物理学家尤金·维格纳和希拉德贝尔亨廷顿提出也许最奇异的阶段。这一对理论上认为,在压力至少25 gpa(地球大气层的标准压力的2500万倍),氢分子晶格会分开,让电子通过金属氢——创建自由流动。

为什么它如此重要?

物理学家尼尔·阿什克罗夫特建议金属氢可能的答案室温超导。

超导体可以进行零电阻的电流,同时驱逐所有的磁场。这些属性帮助磁悬浮列车离地面滑行或MRI机器产生惊人的解剖图像。但是他们的使用是有代价的,他们只有在极低的温度下工作。

室温超导体可能导致更便宜、更高效的电子设备。可能还是一个遥远的梦想,现在努力是远远低于室温。但是他们正在慢慢地爬。一系列的含铜化合物,称为铜酸盐,可以在133 k的超导(-140°C)。MRI超导体运作4 k左右,几乎最低的温度。

之后,1972年,俄罗斯科学家建议金属氢将是一个亚稳态金属:这意味着它会停留在这个阶段,即使压力缓解。

你如何使金属氢吗?

好问题。金属氢几十年来,科学家们一直在寻找它基本上是徒劳的任务。随着压力增加,氢点阵只是将形成一系列越来越复杂的固体结构,不能进行电流。没有人知道它甚至会是什么样子,甚至一些评论员说它不会是固体。

标准技术包括挤压一个氢化合物——通常硫化氢——两个扁平的钻石技巧。一起把micron-wide技巧可以产生超过300 gpa压力。这被称为钻石砧细胞(DAC)。

研究小组可以使用DAC两种方式中的一种。那些寻找固体金属氢增加压力,同时低温样品。这种方法允许尤金Gregoryanz英国爱丁堡大学的小组,调查大量的固体氢阶段。²去年,Gregoryanz集团管理的最高压力388 gpa——但没有难以捉摸的金属相的迹象。

DAC还可以指导研究人员通过景观液氢阶段,但它是一个旅程充满了风险。在过去,艾萨克Silvera和Ranga迪亚斯从哈佛大学,我们已经把样品的表面上低压下150 gpa和发射激光脉冲在金刚石镀钨的建议。随着电影加热,氢温度上升到2200 k。如此极端的加热可以击碎钻石,但团队声称脉冲太短导致任何持久的损害。

在他们最近的工作中,Silvera和二叠纪采用低温的方法,2017年1月,声称已经瞧着这传说中的奖495 gpa的压力。¹这是一个声称让一切更重要的考虑到可能的科学和社会意义。

不幸的是,并不是每个人都同意,他们成功了。

他们的问题是什么?

使金属氢是一回事,但检测是另一个,这是争议所在。大多数组织监控氢的振动模式吸收光线。但是,任何入射光线会损坏细胞如果不谨慎使用。它是一个只能让情况更加不稳定当光谱学帮助建立DAC的压力。研究团队冒险,但有限的压力随着钻石吸收入射光所能达到的水平。

Silvera和二叠纪的实验节拍,记录。然而,而不是注意定期使用光谱的压力,球队只记录频谱在最高压力保护珍贵的钻石。监控压力对治疗而不是DAC应变仪:对细胞的力慢慢旋转的螺杆轴承上钻石直接与压力成正比。

批评者认为这种方法太不可靠了。米哈伊尔·Eremets和亚历山大Drozdov马克斯普朗克化学,德国,使用一个简单的负载测量是“不可接受的”在最近的一次回应arXiv。³其他组织也应对工作,与一个暗示压力很大程度上高估了。⁴

Silvera和二叠纪也因为他们如何识别奖而受到批评。再次,团队已经偏离了光谱分析,而不是试图寻找样品的反射率的变化。在一定压力下,氢应该从一个不透明的质量转换成一个高度反光的阶段,闪亮的喜欢新的方式锻造钢。

的一对图像捕获一个闪闪发光的样本修改立体显微镜,而据Silvera和二叠纪,是第一个金属氢的形象。但他们可能只是拍摄的照片铼垫片住房氢,而不是金属氢本身,Gregoryanz告诉必威体育 红利账户上个月。

金属氢被发现了吗?

Eremets和Drozdov认为没有人可以声称已经发现氢金属直到其导电率也是衡量。但即使Silvera的实验室可以为任何导电的迹象,分析样品太晚了:钻石锁定失败和示例看似反光氢已经消失了。这个争议不大可能很快解决,直到解决,Silvera和二叠纪声称不会正式认可。

目前,仍然存在问题的真正识别这短暂的阶段。然而,有一件事是很明显的——这当然不是亚稳态。