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  • 金属氢和氢,有着怎样扑朔迷离的关系

    金属氢是可能的吗?

    金属氢和氢,有着怎样扑朔迷离的关系

    金属氢在物理理论上是可能存在的,并且事实上,金属氢被认为是其构成了木星和类似大型气态行星的大部分固体内部。

    是否可能更精妙地利用现有技术在地球上生产金属氢,这取决于你如何定义金属氢。在我们的大气层中,氢始终是双原子分子H2,也称为分子氢。当分子氢被压缩,其最终会呈现出固态,然后变成金属,并同时保持其双原子结构。这就是所谓的金属分子氢。随着进一步对其施加高压,氢分子将解离,最终产生金属原子氢。(也就是H代替H2)由于获取金属H需要比H2更高的压力,因此有关其可行性或成功性评估的问题通常涉及并指代原子氢。

    金属氢和氢,有着怎样扑朔迷离的关系

    在地球上,我们可以通过冲击波(在实验室里使用的强激光或将物体砸向目标)或者使用金刚石压砧(一种在两颗钻石之间压缩物质的装置)来达到最高压力。以下是一些结果:

    • 科学家们在冲击波实验中,已在氘分子(具有一个额外中子的氢)内观察到其的金属性。参见:因娜•维希克(Inna Vishik)对:金属氢的预测外观和它会呈现出对光不透明的形式,这两个问题的回答。
    金属氢和氢,有着怎样扑朔迷离的关系

    • 分子金属氢的首次报道并出现在公众视野内是于2011年在一金刚石压砧中,压力为220GPa,大约是地球中心压力的二分之三倍。
    金属氢和氢,有着怎样扑朔迷离的关系

    • 在早些时候,据称发现了原子金属氢,这引起了很大的争议,也让其蒙上了阴影。据我所知,该结果尚未得到再现(原始标本已被分解),但人们正在积极尝试。

    最后一件事:我真的很想消除一个想法,即物质的状态在某种程度上是“不那么有效”或“不那么适用”的,因为它是在极端条件下实现的。除了某些物理操作的领域(实验性地)仅在极端条件下(粒子物理学,宇宙学等)运行的事实之外, 在固态物理学中,高压是我们拥有的“最干净的”调节参数之一,同时还能够以有意义的方式深刻地改变材料的性能。从高压实验中获得的见解对于增进我们对任何确实具有应用价值的结晶固体的理解提供了宝贵价值。另请参阅:因娜•维希克(Inna Vishik)对与问题:随着围绕金属氢的发现的大肆宣传,大规模生产是否太昂贵了的回答。

    金属氢和氢,有着怎样扑朔迷离的关系

    金属氢是氢的一种变化阶段,其行为类似于电导体。早在1935年,尤金.威格纳和希德拉.贝尔.亨廷顿就基于理论基础上预测了氢的这一变化阶段。

    金属氢和氢,有着怎样扑朔迷离的关系

    在高压和高温下,金属氢可以以液体而不是固体的形式存在。研究人员认为,在木星、土星和一些系外行星的高温和被引力压缩的内部里,可能存在大量的金属氢。

    一张木星的示意图显示了该行星的内部模型,其岩石内核由深层的液态金属氢(显示为洋红色)和主要由氢分子构成的外层覆盖。但木星真实的内部结构尚不明确。例如,内核随着热液态金属氢对流与熔融核混合而收缩,并将其内含物带到行星内部更高的水平。此外,氢层之间没有明确的物理边界---随着深度的增加,气体的温度与密度会平稳增加,最终变为液体。除极光和伽利略卫星的轨道外,所有要素均按比例显示。

    作者: 儿店小二

    FY: quora

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