Ang metallic hydrogen magbag-o sa nawong sa teknolohiya - hangtod nga kini moalisngaw

Sa mga forges sa ika-XNUMX nga siglo, ni ang asero o bisan ang titanium o mga haluang metal sa talagsaon nga mga elemento sa yuta ang gipanday. Sa karon nga mga diamante nga anvil nga adunay usa ka metallic luster nagdan-ag sa nahibal-an pa naton nga labing idlas sa mga gas ...

Ang hydrogen sa periodic table anaa sa ibabaw sa unang grupo, nga naglakip lamang sa alkali metal, nga mao, lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium ug francium. Dili ikatingala, ang mga siyentista dugay na nga naghunahuna kung kini, usab, adunay iyang metal nga porma. Niadtong 1935, si Eugene Wigner ug Hillard Bell Huntington mao ang unang nagsugyot og mga kondisyon diin hydrogen mahimong metal. Niadtong 1996, ang mga Amerikanong pisiko nga si William Nellis, Arthur Mitchell, ug Samuel Weir sa Lawrence Livermore National Laboratory mitaho nga ang hydrogen aksidenteng namugna sa metal nga estado gamit ang gas gun. Sa Oktubre 2016, si Ranga Diaz ug Isaac Silvera mipahibalo nga sila milampos sa pagkuha sa metallic hydrogen sa pressure nga 495 GPa (gibana-bana nga 5 × 10⁶ atm) ug sa temperatura nga 5,5 K sa usa ka silid sa diamante. Bisan pa, ang eksperimento wala gisubli sa mga tagsulat ug wala gipamatud-an nga independente. isip resulta, bahin sa siyentipikanhong komunidad nagduhaduha sa giporma nga mga konklusyon.

Adunay mga sugyot nga ang metallic hydrogen mahimong likido nga porma ubos sa taas nga presyur sa grabidad. sulod sa higanteng mga planeta sa gassama sa Jupiter ug Saturn.

Sa katapusan sa Enero niining tuiga, usa ka grupo sa mga prof. Si Isaac Silveri sa Harvard University nagtaho nga ang metallic hydrogen gihimo sa lab. Gipailalom nila ang sample sa usa ka pressure nga 495 GPa sa diamante nga "anvils", ang mga molekula nga naglangkob sa gas H.₂ nabungkag, ug usa ka metal nga istruktura nga naporma gikan sa mga atomo sa hydrogen. Sumala sa mga tagsulat sa eksperimento, ang resulta nga istruktura metatablenga nagpasabot nga kini nagpabilin nga metal bisan human sa grabeng pressure mihunong.

Dugang pa, sumala sa mga siyentipiko, ang metallic hydrogen mahimong taas nga temperatura superconductor. Niadtong 1968, si Neil Ashcroft, usa ka physicist sa Cornell University, nagtagna nga ang metallic nga hugna sa hydrogen mahimong superconductive, nga mao, nagpahigayon og elektrisidad nga walay pagkawala sa kainit ug sa temperatura nga labaw sa 0°C. Kini lamang ang makaluwas sa ikatulo nga bahin sa kuryente nga nawala karon sa transmission ug ingon nga resulta sa pagpainit sa tanang elektronik nga mga himan.

Ubos sa normal nga presyur sa gaseous, liquid ug solid state (hydrogen condenses sa 20 K ug solidifies sa 14 K), kini nga elemento dili magpahigayon og elektrisidad tungod kay ang mga atomo sa hydrogen maghiusa ngadto sa molecular pairs ug magbaylo sa ilang mga electron. Busa, wala'y igo nga libre nga mga electron, nga sa mga metal nagporma og usa ka conduction band ug kasamtangan nga mga carrier. Ang kusog lamang nga pag-compress sa hydrogen aron maguba ang mga bugkos tali sa mga atomo sa teoriya nga nagpagawas sa mga electron ug naghimo sa hydrogen nga konduktor sa elektrisidad ug bisan usa ka superconductor.

Ang hydrogen gi-compress sa usa ka metal nga porma taliwala sa mga diamante

Ang usa ka bag-ong porma sa hydrogen mahimo usab nga magamit rocket fuel nga adunay talagsaong performance. “Kinahanglan ug dakong enerhiya aron makagama ug metallic hydrogen,” misaysay ang propesor. Pilak. "Kung kini nga porma sa hydrogen mabag-o sa usa ka molekular nga gas, daghang enerhiya ang gipagawas, nga naghimo niini nga labing kusgan nga makina sa rocket nga nahibal-an sa katawhan."

Ang piho nga impulse sa usa ka makina nga nagdagan niini nga sugnod mahimong 1700 segundos. Sa pagkakaron, kasagarang gigamit ang hydrogen ug oxygen, ug ang espesipikong impulse sa maong mga makina maoy 450 segundos. Sumala sa siyentista, ang bag-ong gasolina magtugot sa atong spacecraft nga makaabot sa orbit gamit ang usa ka yugto nga rocket nga adunay mas dako nga kargamento ug tugotan kini nga makaabot sa ubang mga planeta.

Sa baylo, ang usa ka metallic hydrogen superconductor nga naglihok sa temperatura sa kwarto mahimo’g posible nga magtukod mga high-speed nga sistema sa transportasyon gamit ang magnetic levitation, makadugang sa kahusayan sa mga de-koryenteng salakyanan ug ang kahusayan sa daghang mga elektronik nga aparato. Adunay usab usa ka rebolusyon sa merkado sa pagtipig sa enerhiya. Tungod kay ang mga superconductor adunay zero nga resistensya, posible nga magtipig og enerhiya sa mga de-koryenteng sirkito, diin kini nag-circulate hangtod nga gikinahanglan.

Pag-amping uban niini nga kadasig

Bisan pa, kini nga mahayag nga mga palaabuton dili hingpit nga tin-aw, tungod kay wala pa mapamatud-an sa mga siyentista nga ang metal nga hydrogen lig-on sa ilawom sa normal nga kahimtang sa presyur ug temperatura. Ang mga representante sa siyentipikong komunidad, nga giduol sa media alang sa komento, nagduhaduha o, sa labing maayo, gitagana. Ang labing komon nga postulate mao ang pag-usab sa eksperimento, tungod kay ang usa kuno nga kalampusan mao ang ... usa lamang ka kalampusan.

Sa pagkakaron, ang usa ka gamay nga piraso sa metal makita lamang sa luyo sa nahisgutang duha ka diamante nga anvil, nga gigamit sa pag-compress sa liquid hydrogen sa mga temperatura nga ubos kaayo sa pagyelo. Ang panagna ba ni prof. Motrabaho ba gyud si Silvera ug ang iyang mga kauban? Atong tan-awon sa umaabot nga umaabot kung giunsa ang tuyo sa mga eksperimento nga hinayhinay nga makunhuran ang presyur ug dugangan ang temperatura sa sample aron mahibal-an. Ug sa pagbuhat niini, naglaum sila nga ang hydrogen… dili moalisngaw.