Hvordan er flytende metallisk hydrogen dannet?

Hvordan er flytende metallisk hydrogen dannet?


På atomnivå, metallic og molekylær flytende hydrogen er forskjellige. Flytende metallisk hydrogen former under intenst press. Planeten Jupiter indre inneholder metallisk flytende hydrogen. Bortsett fra i spesialiserte laboratorier, gjør slikt press ikke på jorden. Metallic flytende hydrogen forskningsfokus er på sin elektriske egenskaper.

Molecular vs. Metallic

Metallisk hydrogen er forskjellig fra molekylært hydrogen. Molekylært hydrogen beholder "H2" struktur - den inneholder to distinkte bundete hydrogenatomer. Ved høyt nok trykk, hydrogenatomer miste sine særegne obligasjoner. Ladede elektroner og protoner fritt reise i den komprimerte væske. Denne ikke-bundet elektron reise er årsaken til metallike ledningsevne.

Trykk

Trykk er det viktig variabel ved forming av metallisk flytende hydrogen. Naturligvis, dette skjer press på grunn av planet "pile-up" på toppen av hydrogen lag. Material lag nærmere planeten sentrum opplever større press. Hvis det er tilstrekkelig trykk, vil molekylært hydrogen gjennomgå en faseforandring. Denne faseendringen er omtrent lik den gass-væske-faseendringen mellom vanndamp og væskedråper. I motsetning til væske-gass-forandringer, molekylær-metalliske faseoverganger involvere hydrogenatom bruddet. Elektroner atskilt fra atomkjerner og flyt i en tett, metallic "suppe".

naturlig Formation

Jupiters indre inneholder naturlig dannet metallisk hydrogen. Planetens store størrelse og avstand fra solen gjør at det å beholde store mengder hydrogen (og andre gasser). Mass akkumulerer å bygge opp enorme presset nær Jupiters kjerne. Et lag av molekylært flytende hydrogen eksisterer innenfor Jupiter. Med stadig større press, bryter molekylært hydrogen ned ( "utarter") inn i en elektrisk ledende væske - metallisk flytende hydrogen. Denne metalliske flytende hydrogen bidrar til å forklare den sterke magnetiske felt rundt den gigantiske planeten.

Laboratory Produksjon

Gravitasjon-indusert presset ikke kommer til å skje i laboratoriet. I stedet er intens komprimering og prosjektilbaserte virkemidler som brukes. Disse enhetene presse en liten, nøye kontrollert hydrogen prøven. Noen ganger er forurensninger tilsettes til hydrogen prøven. Disse urenheter kan øke ønskede egenskaper. Slike egenskaper inkluderer metallisk hydrogen stabilitet, eller superledning (null elektrisk motstand).

Beregnet fremtidig forskning

Flytende metallisk hydrogen er en forlokkende substans hvis utnyttes riktig. Nøkkelkomponenten --- hydrogen --- er overalt. Metallic eiendom betyr høy ledningsevne. Spekulasjoner finnes det metallisk hydrogen kan være, i alle fall under visse omstendigheter, superledende til elektrisk strøm. Forstå fysikken til Jupiter-lignende gjenstander er en nytteløs oppgave uten forskning på metallisk flytende hydrogen. "Forbindelser" av metallisk flytende hydrogen og andre materialer --- som litium, oksygen eller jern --- kan avsløre en ny klasse av meget verdifulle stoffer.