Hva Produserer flytende metallisk hydrogen?

Selv om det høres ut som science fiction. flytende metallisk hydrogen er et faktum. Physics teorier foreslår hydrogen, en gass under vanlige betingelser, oppfører seg som et metall under ekstreme trykk. Forskere har nylig observert det under kontrollerte laboratorieforhold, men noen spekulerer store mengder av det eksisterer andre steder i vårt solsystem.

Hydrogen og metaller

Selv om den letteste element, hydrogen, opptar det kjemikere kaller alkalimetaller gruppe i det periodiske system. I motsetning til litium og natrium, er det en gass og ikke en metall ved værelsestemperatur og normaltrykk. Det kombinerer aktivt i mange forbindelser, slik som vann, ammoniakk, metan og bensin, men som ikke leder elektrisitet. Den oppfører seg på denne måten fordi det holder på sin enslig elektron, dele den med andre elementer i et sammensatt, men ikke la det gå helt, som metaller gjør.

Trykk

Teoretiske studier med kvantemekanikk og andre teorier om fysikk indikerer at under presset av noen få millioner atmosfærer, blir hydrogen er elektroner presset sammen og slå sammen til en slags "suppe". På grunn av dette, blir elektronene ikke lenger er bundet til et bestemt atom men vandre gjennom hele stoffet, på samme måte som de gjør i et metall. Fordi elektronene bevege seg fritt, faller dens elektriske motstand og hydrogen leder elektrisitet.

Jupiter

Mens press på midten av jorden er sannsynlig å være stor nok til å produsere metallisk hydrogen, inneholder planetens kjerne lite foruten jern. På Jupiter, imidlertid, har den sterke tyngdekraften ikke bare metan og andre hydrogenforbindelser, men også ren hydrogengass. Dens kjerne er antatt å inneholde flytende metallisk hydrogen rundt en liten steinete indre kjerne. Jupiters avstand fra Jorden, kombinert med sin enorme tyngdekraften og lag av tykk atmosfære mener forskerne kan aldri vite med direkte bevis hvis det har flytende metallisk hydrogen. Men, den kjente bevis og beregninger sterkt foreslå det.

eksperimenter

Normalt vil du aldri møte betingelsene som trengs for å komprimere hydrogen til en metallisk tilstand. Selv på bunnen av Marianergropen, den dypeste delen av Stillehavet, presset nå "bare" flere tonn per kvadrattomme. Laboratorieforsøk har imidlertid oppnådd mye høyere trykk. Oppvarming hydrogen med kraftige pulser av laserlys kort oppnådd trykk på over en halv million atmosfærer. Ved hjelp av disse og andre teknikker, forskere har observert elektriske ledning i hydrogen prøver.