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液态氘在高压下被挤成“金属”

来源: 科技日报  作者: 华凌   2015-06-29 15:33  编辑: 安东


  桑迪亚国家实验室能创建20兆高斯磁场的大型Z机器。

  科技日报北京6月28日电(记者华凌)美国桑迪亚国家实验室和德国罗斯托大学的一个联合研究团队日前成功地在高压下把液态氘(重氢)挤成类金属,更接近生成固体金属氢的最终目标。该研究成果刊登在最新一期的《科学》杂志上。

  氘为氢的一种稳定形态同位素,元素符号一般为D或2H,其原子核由一质子和一中子组成,在大自然的含量约为一般氢的7000分之一,可用于热核反应,被称为“未来的天然燃料”。回溯到1935年,两位研究人员福莱贝尔·亨廷顿和尤金·维格纳首次提出,在超高压下可得到金属氢的理论是确实可能的,即液态或固态氢在上百万大气压的高压下变成导电体,由于导电是金属的特性,故称金属氢。自那时以来,各个研究团队都试图得到金属氢样品,以证明这个理论是正确的,但到目前为止,尚未成功。尽管如此,理论工作者推断金属氢是一种高温超导体,是高密度、高储能材料。

  据物理学家组织网近日报道,研究人员过去采用基于在两个钻石尖之间挤压样品的技术,希望有可能把富含氢气的化合物变成类金属。但由于样品材料变得反应过激的问题,研究发现使用双钻石针尖的方法不可能实现最终的结果。

  此次实验中,研究人员选择另一条路线,开发出一种新的方式增加压力,且不引起其他问题。他们采用了桑迪亚国家实验室能创建20兆高斯磁场的大型Z机器,首次对液态氘样品进行加压,然后通过一个电极由Z机器产生震动和移动,反过来撞击前方容器拥有的氘,造成一个冲击波穿过样品,使其得以进一步压缩。研究人员在材料被浓缩之后,采取常见的金属识别方法,测量样品在多大程度上可反射光。检测结果显示,当样品被冷凝后,它从一个透明的状态到可以被反射。这清楚地表明,液态氘从一个绝缘体变成了一块金属。

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