Hîdrojena metalîk dê rûyê teknolojiyê biguhezîne - heya ku ew bihele

Ne pola û ne jî tîtanyûm an jî aligirên erdê yên nadir di firaxên sedsala XNUMX-an de têne çêkirin. Tiştê ku em hîn jî wekî gazên herî nezelal dizanin di nav çîpên elmasê yên îroyîn de bi şikilek metalîkî dibiriqin...

Di tabloya peryodîk de hîdrojen di serê koma yekem de ye, ku tenê metalên alkalî, ango lîtium, sodyûm, potassium, rubidyum, cezyum û fransiyûm dihewîne. Ne ecêb e ku zanyar ji mêj ve meraq dikin ka ew jî forma xweya metalîkî heye. Di sala 1935 de, Eugene Wigner û Hillard Bell Huntington yekem bûn ku şertên ku di bin wan de pêşniyar kirin. hîdrojen dikare bibe metal. Di sala 1996 de, fîzîknasên Amerîkî William Nellis, Arthur Mitchell û Samuel Weir ji Laboratory National Lawrence Livermore ragihand ku hîdrojen bi xeletî di rewşek metalîkî de bi karanîna çekek gazê hate hilberandin. Di Cotmeha 2016-an de, Ranga Díaz û Isaac Silvera ragihand ku wan di hilberandina hîdrojena metalîkî de bi zextek 495 GPa (nêzîkî 5×10) bi ser ketin.⁶ atm) û li germahiya 5,5 K di jûreyek almas de. Lêbelê, ceribandin ji hêla nivîskaran ve nehat dubare kirin û serbixwe nehat pejirandin, Wekî encamek, beşek ji civata zanistî encamên hatî formule kirin pirs dike.

Pêşniyar hene ku hîdrojena metalîk dibe ku di bin zexta gravîtasyona bilind de di forma şilek de hebe. di hundirê gerstêrkên gazê yên mezin demînak Jupiter û Saturn.

Di dawiya meha Çile ya îsal de komek prof. Isaac Silveri ji Zanîngeha Harvardê ragihand ku hîdrojena metalîk di laboratuarê de hatiye hilberandin. Wan nimûneyê xiste bin zexta 495 GPa di nav anvilên almas de, molekulên ku gaza H pêk tînin.₂ ji hev belav bû û ji atomên hîdrojenê avahiyeke metalîk çêbû. Li gorî nivîskarên ceribandinê, avahiya encam metastableev tê vê wateyê ku ew metallîk dimîne jî piştî ku zexta zêde raweste.

Wekî din, li gorî zanyaran, hîdrojena metalîk dê bibe superconductor germahiya bilind. Di sala 1968 de, Neil Ashcroft, fîzîknasek li zanîngeha Cornell, pêşbînî kir ku qonaxa metalî ya hîdrojenê dikare superconducter be, ango, elektrîkê bêyî windabûna germê û di germahiyên ji 0 °C de pir derbas bike. Ev yek bi tenê dê sêyeka elektrîka ku niha di veguhestinê de winda dibe û di encama germkirina hemî amûrên elektronîkî de xilas bike.

Di zexta normal de di rewşên gaz, şil û hişk de (hîdrojen di 20 K de diqelişe û di 14 K de hişk dibe), ev element elektrîkê nagire ji ber ku atomên hîdrojenê di nav cotên molekulî de li hev kom dibin û elektronên xwe diguherînin. Ji ber vê yekê, têra elektronên azad ên ku di metalan de band gihandinê pêk tînin û hilgirên heyî ne, ne. Tenê tansiyona xurt a hîdrojenê ji bo şikandina girêdanên di navbera atoman de, dihêle ku bi teorîkî elektron berde û hîdrojenê bike rêgirê elektrîkê û hetta superconductor.

Hîdrojen di navbera almasan de di forma metalîkî de tê pelçiqandin

Dibe ku forma nû ya hîdrojenê jî xizmet bike sotemeniya roketan bi performansa awarte. Profesor diyar dike ku "hilberîna hîdrojena metalîk enerjiyek mezin hewce dike." Zîv. "Dema ku ev forma hîdrojenê vediguhere gazek molekular, gelek enerjî tê berdan, ku ew motora rokêtê ya herî bihêz a ku ji bo mirovahiyê tê zanîn."

Hêza taybetî ya motorek ku li ser vê sotemeniyê dixebite dê 1700 saniye be. Heya nuha, hîdrojen û oksîjen bi gelemperî têne bikar anîn, û impulsa taybetî ya motorên weha 450 saniye ye. Li gorî zanyar, sotemeniya nû dê bihêle keştiya me ya fezayî bi karanîna moşekek yek qonaxek bi bargiraniyek mezintir bikeve orbitê û bihêle ku ew bigihîje gerstêrkên din.

Di encamê de, superconduktorek hîdrojenê ya metalîkî ku di germahiya odeyê de dixebite dê destûrê bide avakirina pergalên veguheztina bilez bi karanîna levitasyona magnetîkî, dê karbidestiya wesayîtên elektrîkî û karbidestiya gelek amûrên elektronîkî zêde bike. Di bazara depokirina enerjiyê de jî dê şoreşek çêbibe. Ji ber ku berxwedana superconductors sifir e, dê mimkun be ku enerjiyê di çerxên elektrîkê de ku ew li wir digere heya ku hewce bike were hilanîn.

Hişyar bin ji vê coşê

Lêbelê, ev perspektîfên ronî bi tevahî ne diyar in, ji ber ku zanyar hîna piştrast nekiriye ku hîdrojena metalîkî di bin şert û mercên asayî yên zext û germahiyê de aram e. Nûnerên civaka zanistî, yên ku medya ji bo şîroveyê nêzikî wan bûne, bi guman in an, ya herî baş, parastî ne. Pêşniyara herî gelemperî dubarekirina ceribandinê ye, ji ber ku yek serkeftinek texmînkirî ... tenê serkeftinek gumanbar e.

Di vê nuqteyê de, perçeyek piçûk a metal tenê dikare li pişt du çîpên almasê yên jorîn were dîtin, yên ku ji bo komkirina hîdrojena şil li germahiyên pir di binê sarbûnê de hatine bikar anîn. Gelo pêşbîniya Prof. Dê Silvera û hevkarên wî bi rastî bixebitin? Ka em di pêşerojek nêzîk de bibînin ka çawa ceribandinvan dixwazin hêdî hêdî zextê kêm bikin û germahiya nimûneyê zêde bikin da ku fêr bibin. Û di heman demê de, ew hêvî dikin ku hîdrojen dê bi hêsanî ... nehêle.