Oudallinen Uusi Vyöhykkeen Tila Luotu

{h1}

Murskaamalla maapallon kevyin elementti ärsyttävillä paineilla tiedemiehet ovat paljastaneet uuden tilan tilan: faasin v vety, joka on metallisen vetykauden esiaste.

Murskaamalla maapallon kevyin elementti ärsyttävillä paineilla tutkijat ovat paljastaneet kokonaan uuden tilan tilan: vaiheen V vety.

Karkea vety on 1930-luvulla ensimmäisen kerran ehdotetun aineen esiaste, jota kutsutaan atomisen kiinteän metallisen vetyksi. Kun jäähdytetään tarpeeksi alhaiseen lämpötilaan, vety (joka maapallolla tavallisesti esiintyy kaasuna) voi tulla kiinteäksi; riittävän suurilla paineilla, kun elementti kiinteytyy, se muuttuu metalliksi. Planetary tutkijat ajattelevat, että Jupiterin sisätila on suurelta osin tehty tavaroista.

Ja niin, kun vettä hidastettiin niin suurilla paineilla, fyysikot saivat myös selventää kaasujoukkojen sisäilmapiirin, jossa paineet saavuttavat miljoonat (maan) ilmakehät. [Elementary, My Dear: 8 elementtiä, joita et ole koskaan kuullut]

Murskaava vety

Skotlannin Edinburghin yliopistossa tohtoriopiskelija Philip Dalladay-Simpson ja hänen kollegansa Ross Howie ja Eugene Gregoryanz asettivat pienen määrän vetyä kahden timanttiollan väliin ja nostaivat paineen 384 gigapaskaliin tai 55 miljoonaan kiloon neliötuumaa kohden ( psi). Vertailun vuoksi maapallon ilmakehä on 100 kilopascalia tai 15 kiloa neliötuumaa kohti merenpinnan tasolla. Jupiterin ilmakehän paino on 29 miljoonaa psi noin 10 000 mailia (16 000 km) pilvien yläpuolella, ja mallit osoittavat, että vety voi olla nestemäisen metallin muodossa.

Tässä tapauksessa, kun paine osui 325 gigapascal-merkkiin tai 47 miljoonaa psi: aan, vety tuli kiinteäksi, jolloin atomit muodostavat kerrokset, jotka vuorottelivat järjestäytyneiden ja sekaisin järjestelyjen välillä. Tämä on ensimmäinen kerta, kun kukaan on nähnyt elementin tämän muodon lähellä huoneenlämpöä (noin 300 astetta Kelviniä tai noin 80 astetta Fahrenheit), tutkijat sanoivat.

"Tämä on paljon suurempia paineita ja paljon korkeampia lämpötiloja" kuin aiemmalla työllä, Dalladay-Simpson kertoi WordsSideKick.comille. Nestemäinen vety syntyy rutiininomaisesti teollisuudessa kryogeenisissä lämpötiloissa paineella kymmeniä ilmakehää, mutta kukaan ei ole vielä jäähtynyt elementtiä tarpeeksi kiinteyttämään sitä, Dalladay-Simpson sanoi. [9 suurinta ratkaisematonta mysteeriä fysiikassa]

Jokaisen aineen kiehumislämpötila pyrkii nousemaan paineella (ja päinvastoin, laskee, kun paine laskee). Siksi kakkujauheohjeet ovat erilaiset, jos asut Denverissä - vesi kiehuu alemmassa lämpötilassa korkeammassa korkeudessa. Vetyllä vain labiossa syntyneet valtavat paineet (tai kaasu-jättiläisen sisätilat) alkavat nesteyttää ja lopulta kiinteyttää kaasua, kun se on ei-kryogeenisissä lämpötiloissa, kuten maapallon pinnalla.

Metallisen vedyn valmistaminen

Vuonna 2011 Saksan Mainzin Max Planckin kemian instituutin tutkijoiden ryhmä totesi, että he olivat luoneet metallista vetyä, mutta tämä väite myöhemmin tuli jollekin muulle tiedemiehelle ja sitä ei koskaan täysin vahvistettu.

Dalladay-Simpson sanoi, että hänen tiiminsä ei tehnyt metallia, mutta he tulivat lähelle, ja prosessissa löydettiin uusi vetyvaihe. Materiaali tulee eri vaiheissa. Vaikka kiinteät, nestemäiset ja kaasut ovat tuttuja vaiheita, on muita, jotka esiintyvät äärimmäisissä olosuhteissa.

Tämä tapahtuu, koska vedyn vetäminen vetää yksittäisiä atomia yhteen. Jos vain jäähdytitte tavallisen vedyn, jonka kaava H2, lopulta se muodostaa jäätä muistuttavan kiinteän aineen, jolloin jokainen atomi sidotaan toisiinsa, mutta ei yhtä voimakkaasti kuin muut parit. "Kun käytämme painetta, pakotamme molekyylit vuorovaikutukseen", Dalladay-Simpson sanoi. Paine tekee atomit yhdessä kaikkien naapureidensa kanssa ja H2-sidokset alkavat rikkoa.

Tutkittaessa uutta vetymuotoa tutkijat ampuivat laserin siihen ja havaitsivat, miten valon aallonpituus muuttui. Se kertoi heille materiaalin uudesta rakenteesta.

"Tämä artikkeli ei vaadi metallista tilaa, mutta väittää, että se on metallisen tilan esivalmistaja, koska sen mukaan, mitä näemme kokeellisesti ja mitä teoreettisesti ennustetaan kiinteän metallisen vetyyn", Howie on tällä hetkellä henkilöstötieteilijä korkean paineen tiede-ja teknologiakeskus Advanced Research in China.

Tutkijat sanoivat olevansa varma, että se on metalli, koska he eivät voineet testata johtokykyä, Dalladay-Simpson sanoi. Timanttioppien välinen kuilu on niin pieni, että sähkönjohtokykyä mittaavat elektrodit eivät sovi.

Rikottava timantti

Tietysti vety otti metallisen tilan (ilman johtavuuskoetta), joukkue olisi joutunut saavuttamaan jopa korkeammat paineet, ainakin 400-450 gigapaskalia, tutkijat sanoivat.

Nämä paineet saattavat ylittää timanttien kyntöjen rajat, jotka voivat rikkoa, Dalladay-Simpson sanoi. Tulevaisuudessa koeajoissa joukkue toivoo lisäävän paineita ja näkemään, kuinka pitkälle alasimet voivat mennä.

Muut tekniikat, nykyisen asennuksen lisäksi, eivät myöskään riipu itsestään vedystä. "Vety on uskomattoman vaikea sulkea sellaisissa olosuhteissa kuin se on hyvin kevyt, joten se voi hajota materiaalien läpi ja erittäin reaktiivinen, joten se voi muodostaa yhdisteitä helposti", Howie sanoi.

Dalladay-Simpson sanoi kuitenkin, että hän on epäröimättä, ja aikoo jatkaa painamistaan ​​tai murskaa, kuten se tapahtuu. Teoreettiset ennusteet viittaavat myös siihen, että nestemäinen metallivety voi olla myös huoneenlämpöinen suprajohde.

Tutkimus on yksityiskohtaisesti Nature-lehden tammikuun 7. numerossa.

Seuraa WordsSideKick.com@wordssidekick, Facebook & Google+. Alkuperäinen artikkeli WordsSideKick.com.


Video Täydentää: .




FI.WordsSideKick.com
Kaikki Oikeudet Pidätetään!
Jäljentämistä Materiaalien Sallittu Vain Prostanovkoy Aktiivinen Linkki Sivustoon FI.WordsSideKick.com

© 2005–2019 FI.WordsSideKick.com