Sukurta Keista Nauja Vandenilio Būsena

{h1}

Susmulkindami lengviausią žemės elementą protu nesuvokiamu slėgiu, mokslininkai atskleidė naują materijos būseną: v fazės vandenilį, kuris yra metalinio vandenilio pirmtakas.

Susmulkindami lengviausią Žemės elementą protu nesuvokiamu slėgiu, mokslininkai atskleidė visiškai naują materijos būseną: V fazės vandenilį.

Sutrintas vandenilis yra pirmtako 30-ajame dešimtmetyje pasiūlytos materijos būsenos, vadinamos atominiu kietu metaliniu vandeniliu, pirmtakas. Atvėsęs iki pakankamai žemos temperatūros, vandenilis (kuris Žemėje paprastai randamas kaip dujos) gali tapti kietu; esant pakankamai aukštam slėgiui, kai elementas sukietėja, jis virsta metalu. Planetos mokslininkai mano, kad Jupiterio interjeras daugiausia pagamintas iš daiktų.

Suskaidydami vandenilį esant tokiam aukštam slėgiui, fizikai taip pat susipažino su dujų milžino vidine atmosfera, kur slėgis siekia milijonus (Žemės) atmosferų. [Pradinis, mano brangusis: 8 elementai, kurių jūs niekada negirdėjote]

Trupinantis vandenilis

Edinburgo universitete Škotijoje doktorantas Philipas Dalladay-Simpsonas ir jo kolegos Rossas Howie ir Eugenijus Gregoryanzas įdėjo nedidelį kiekį vandenilio tarp dviejų deimantų priekinių dalių ir surinko slėgį iki 384 gigapaskalių arba 55 milijonai svarų už kvadratinį colį ( psi). Palyginimui, Žemės atmosfera yra 100 kilopaskalų arba 15 svarų kvadratiniam coliui jūros lygyje. Jupiteryje atmosferos svoris siekia 29 milijonus psi maždaug 10 000 mylių (16 000 km) žemiau debesies viršūnių, o modeliai rodo, kad čia vandenilis gali būti skysto metalo pavidalu.

Tokiu atveju, kai slėgis pasiekė 325 gigapaskalų ženklą, arba 47 milijonus psi, vandenilis pasidarė kietas, o atomai sudarė sluoksnius, besikeičiančius tarp tvarkingų ir sujuodusių. Tai yra pirmas kartas, kai kas nors pamatė šią elemento formą artimoje kambario temperatūrai (apie 300 laipsnių Kelvino arba apie 80 laipsnių Farenheito), sakė mokslininkai.

„Tai yra kur kas didesnis slėgis ir daug aukštesnė temperatūra“ nei ankstesniame darbe, - „Dalladay-Simpson“ pasakojo „WordsSideKick.com“. Skystas vandenilis pramonėje paprastai sukuriamas esant kriogeninei temperatūrai, esant slėgiui dešimtyse atmosferų, tačiau elementas dar nėra pakankamai atvėsęs, kad jis sukietėtų, sakė Dalladay-Simpson. [9 didžiausios neišspręstos paslaptys fizikoje]

Bet kurios medžiagos virimo temperatūra paprastai kils didėjant slėgiui (ir atvirkščiai, kris, kai slėgis kris). Štai kodėl tortų maišymo instrukcijos skiriasi, jei gyvenate Denveryje - vanduo verda žemesnėje temperatūroje didesniame aukštyje. Naudojant vandenilį, tik milžiniškas laboratorijoje (arba dujų milžino viduje) susidaręs slėgis pradės skystėti ir ilgainiui sukietės dujos, kai temperatūra bus ne kriogeninė, kaip antai Žemės paviršiuje.

Gaminant metalinį vandenilį

2011 m. Maxo Plancko chemijos instituto, esančio Maince, Vokietijoje, mokslininkų komanda teigė, kad jie sukūrė metalinį vandenilį, tačiau vėliau šis teiginys kilo dėl kitų mokslininkų gaisro ir niekada nebuvo visiškai patvirtintas.

Dalladay-Simpsonas teigė, kad jo komanda negamino metalo, tačiau jie priartėjo ir procese rado naują vandenilio fazę. Bet kuri medžiaga būna skirtingomis fazėmis. Nors kietos, skystos ir dujos yra žinomos fazės, yra ir kitų, kurios atsiranda ekstremaliomis sąlygomis.

Tai atsitinka todėl, kad išspaudęs vandenilį atskiri atomai susivienija. Jei tiesiog atšaldytumėte paprastą vandenilį, kurio formulė H2, galų gale jis susidarytų kaip ledo pavidalo kieta medžiaga, kiekvienas atomas būtų sujungtas vienas su kitu, bet ne taip stipriai su kitomis poromis. „Kai mes naudojame slėgį, mes verčiame molekules sąveikauti“, - teigė Dalladay-Simpson. Slėgis daro atomus kartu su visais jų kaimynais, ir H2 ryšiai pradeda irti.

Norėdami išbandyti naują vandenilio formą, tyrėjai iššovė į jį lazerį ir stebėjo, kaip keičiasi šviesos bangos ilgis. Tai jiems papasakojo apie naują medžiagos struktūrą.

„Šis dokumentas nereiškia metalinės būsenos, tačiau tvirtina, kad jis yra metalo būsenos pirmtakas dėl panašumų tarp to, ką mes matome eksperimentu, ir to, kas teoriškai prognozuojamas kieto metalo vandeniliui“, - teigė Howie, kuris dabar yra personalo mokslininkas. Kinijos aukšto slėgio mokslo ir technologijos tyrimų centras.

Tyrėjai teigė, kad jie nėra tikri, kad tai metalas, nes jie negalėjo patikrinti laidumo, teigė Dalladay-Simpson. Tarpas tarp deimantinių kulnų yra toks mažas, kad elektrodai, skirti patikrinti laidumą, netilptų.

Sulaužantys deimantai

Būdami tikri, kad vandenilis užima metalinę būseną (be laidumo bandymo), komandai reikėjo pasiekti dar didesnį slėgį - bent iki 400–450 gigapaskalų, teigė mokslininkai.

Dalladay-Simpson teigė, kad šis slėgis gali peržengti deimantų kulnų ribas, kurios gali subyrėti. Ateityje eksperimentiniuose bėgimuose komanda tikisi padidinti slėgį ir pamatyti, kiek toli gali įveikti priešai.

Kiti metodai, be dabartinės sąrankos, taip pat netinka vandeniliui. „Vandenilį yra nepaprastai sunku laikyti tokiomis sąlygomis, nes jis yra labai lengvas, todėl jis gali pasiskirstyti per medžiagas ir yra labai reaktyvus, todėl lengvai gali sudaryti junginius“, - teigė Howie.

Dalladay-Simpson teigė, kad yra nenumalšintas, ir planuoja toliau stumti ar gniuždyti, kaip atsitiks. Teorinės prognozės taip pat rodo, kad skystas metalinis vandenilis taip pat gali būti superlaidininkas kambario temperatūroje.

Tyrimas išsamiai aprašytas sausio 7 d. Žurnalo „Nature“ numeryje.

Sekite „WordsSideKick.com“@gyvenimų mokslas, Facebook & „Google+“. Originalus straipsnis apie gyvą mokslą.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


„Svetimos Išparduotuvės“ Antarktidoje Yra Tiesiog Didžiulės Uolos
„Svetimos Išparduotuvės“ Antarktidoje Yra Tiesiog Didžiulės Uolos

Tvirtas Auksas: Kaušas Gali Duoti Tauriuosius Metalus
Tvirtas Auksas: Kaušas Gali Duoti Tauriuosius Metalus

Mokslas Naujienos


Pavojingas 10 Pėdų Dydžio Jūros Dumblis Įsiveržė Į Niujorką
Pavojingas 10 Pėdų Dydžio Jūros Dumblis Įsiveržė Į Niujorką

50 Milijonų Metų Kanada Sugadino Atogrąžų Įvairovę
50 Milijonų Metų Kanada Sugadino Atogrąžų Įvairovę

Atsiprašome, Kačių Mylėtojai: Feliksui Jums Nereikia
Atsiprašome, Kačių Mylėtojai: Feliksui Jums Nereikia

Tyrimas: Juokas Tikrai Užkrečiamas
Tyrimas: Juokas Tikrai Užkrečiamas

Gyvenimo Kraštutinumai: „Supertaster Vs.
Gyvenimo Kraštutinumai: „Supertaster Vs.


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com