Металічний водень

Газовий гігант на зразок Юпітера або Сатурна можуть мати значну кількість металічного водню (позначено сірим) та металічного гелію (позначено коричневим).[1]

Металічний водень — теоретично передбачений агрегатний стан гідрогену, в якому атоми зв'язані металічним зв'язком. У такому стані водень повинен бути провідником.

Фазу металічного водню теоретично передбачили 1935 року Юджин Вігнер та Гіллард Белл Гантінгтон[2]. За нормальних умов атоми Гідрогену об'єднуються в молекулу водню, тому утворення металічного водню можливе лише під високим тиском. Вважається, що металічний водень може існувати в ядрах планет-гігантів на зразок Юпітера[3]. Вважається також, що при високому тиску водень радше рідина, а не тверде тіло. Є припущення, що така рідина може бути надпровідною.[4]

Спостереження металічного водню в лабораторних умовах є викликом для фізиків, що займаються речовинами під високим тиском. У жовтні 2016 року з'явилося повідомлення про те, що металічний водень спостерігався в комірці з діамантовими ковадлами при тиску близько 495 ГПа[5] [6][7]. Незалежних спостережень станом на січень 2017 ще не було. Деякі експерименти, проведені раніше, мали свідчення про поведінку матеріалу, сумісну з металічною, наприклад, спостереження нових фаз водню в статичних умовах[8][9], та спостереження переходу діелекрик-метал у дейтерії, про що свідчило збільшення оптичного відбиття[10].

Примітки

  1. ↑ Stevenson, D. J. (2008). Metallic helium in massive planets. Proceedings of the National Academy of Sciences. 105 (32): 11035—11036. Bibcode:2008PNAS..10511035S. doi:10.1073/pnas.0806430105. PMC 2516209.
  2. ↑ Wigner, E.; Huntington, H. B. (1935). On the possibility of a metallic modification of hydrogen. Journal of Chemical Physics. 3 (12): 764. Bibcode:1935JChPh...3..764W. doi:10.1063/1.1749590.
  3. ↑ Guillot, T.; Stevenson, D. J.; Hubbard, W. B.; Saumon, D. (2004). Chapter 3: The Interior of Jupiter. У Bagenal, F.; Dowling, T. E.; McKinnon, W. B (ред.). Jupiter: The Planet, Satellites and Magnetosphere. Cambridge University Press. ISBN 0-521-81808-7.
  4. ↑ Ashcroft, N. W. (1968). Metallic Hydrogen: A High-Temperature Superconductor?. Physical Review Letters. 21 (26): 1748—1749. Bibcode:1968PhRvL..21.1748A. doi:10.1103/PhysRevLett.21.1748.
  5. ↑ Castelvecchi, D. (2017). Physicists doubt bold report of metallic hydrogen. Nature. doi:10.1038/nature.2017.21379. Архів оригіналу за 20 лютого 2021. Процитовано 29 січня 2017.
  6. ↑ Crane, L. (26 January 2017). Metallic hydrogen finally made in lab at mind-boggling pressure. New Scientist. Архів оригіналу за 18 лютого 2017. Процитовано 29 січня 2017.
  7. ↑ Dias, R. P.; Silvera, I. F. (2017). Observation of the Wigner-Huntington transition to metallic hydrogen. Science. arXiv:1610.01634. doi:10.1126/science.aal1579. Архів оригіналу за 15 лютого 2017. Процитовано 29 січня 2017.
  8. ↑ Eremets, M. I.; Troyan, I. A. (2011). Conductive dense hydrogen. Nature Materials. 10 (12): 927—931. Bibcode:2011NatMa..10..927E. doi:10.1038/nmat3175.
  9. ↑ Dalladay-Simpson, P.; Howie, R.; Gregoryanz, E. (2016). Evidence for a new phase of dense hydrogen above 325 gigapascals. Nature. 529 (7584): 63—67. Bibcode:2016Natur.529...63D. doi:10.1038/nature16164.
  10. ↑ Knudson, M.; Desjarlais, M.; Becker, A. (2015). Direct observation of an abrupt insulator-to-metal transition in dense liquid deuterium. Science. 348 (6242): 1455—1460. Bibcode:2015Sci...348.1455K. doi:10.1126/science.aaa7471.

Література

  • Швець В. Т. Екстремальний стан речовини. Металізація газів / Херсон: Видавець Грінь Д. С., 2016. — 272 с.
  • Швець В. Т., Козицький С. В. Металізація водню та гелію / Одеса: ОНМА, 2013. — 203 с.


Фізика Це незавершена стаття з фізики.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.