Kovový vodík

Jestliže vodík je dostatečně stlačený pak to projde fázovou změnou a Kovový vodík bude vyplývat. Kovový vodík je příklad zvrhlé záležitosti. To sestává z mříže atomových jádr (jmenovitě protony) s rozestupem to je významně menší než Bohr poloměr, opravdu více srovnatelný s elektronem vlnová délka. Elektrony jsou odvázané a se chovají jako vedení elektrony v kovu.

Objev

Ačkoli trumfnout periodickou tabulku” s alkalický kov sloupec, vodík není, v obyčejných podmínkách, alkalický kov sám. V 1935, nicméně, Nobelova cena- vítězný fyzik Eugene Wigner předpovídal, že dolů ohromný tlak, vodík atomy by opravdu se připojily k jejich prvnímu období kin, vzdávat se jejich vlastnické kontroly nad jejich elektrony.

Požadované tlaky dělaly experimentální ověření nepolapitelný. V březnu 1996, nicméně, skupina vědců u Lawrence Livermore národní laboratoř hlásil, že oni měli serendipitously produkoval - pro o mikrosekundě, a u teplot tisíců kelvins a tlaků přes milión atmosféry - první identifiably kovový vodík, končit 60-hledání roku.

Tým Lawrencea Livermorea nečekal, že produkuje kovový vodík, zatímco oni nepoužívali pevný vodík, myslel být nutný, a pracovali nad teplotami specifikovanými metallization teorií; dále, v předchozích studiích ve kterém pevný vodík byl zkrácen uvnitř kovadlin diamantu k tlakům nahoru k 2.5 milión atmosfér, zjistitelné metallization nenastaly. Tým hledal jednoduše k míře méně extrému vodivost se mění že oni čekali, že se koná.

Výzkumníci používali šedesátá léta- éra zbraň lehkého benzínu původně používala v naváděné střele studia střílet impactor talíř do uzavřeného obalu obsahovat polovinu-milimetr-tlustý vzorek kapalného vodíku. Dát více comprehensibly, oni používali krajní-vysoce-technika “výborný-Soaker” zalévat zbraň.

To střílí proud vody ven výborný-Soaker, jeden nejprve energicky pumpuje kliku stavět tlakový vnitřek, pak stiskne spoušť, který vydá ventil - voda střílí na hroznou rychlost na vašem krčícím se příteli. Zbraň lehkého benzínu byla pouze olupoval-zvýšit verzi s nemnoho variací: to střílelo plyn místo toho vody a střelba nebyla konec v sobě ale chce pohánět “kuličku” k uzavřenému kontejneru vodíku.

Nejprve, u jednoho konce zbraně, vodík byl zchlazen k asi 20 K uvnitř kontejneru to zahrnovalo baterii zapojenou dráty k Rowgowski roli a osciloskop; dráty také se dotýkaly povrchu vodíku v několika místech, tak aparát mohl být zvyklý na míru a záznam jeho elektrický vodivost. U protějšího konce, až sedm liber střelného prachu bylo rozsvíceno a výsledná exploze prosazovala píst trubkou pumpy, vnitřek stlačení plynu. Nakonec, jako overinflated innertube dostaní trhliny, plyn dosáhl tlakové vyvrcholení dost hodit ventil na druhé straně komory. Vstupovat ředit “barel”, to pohánělo plast-krytý kov impactor talíř do kontejneru u až 18,000 mílí na hodinu (rychlost, mimochodem, to by vzalo vás od Detroit k New Yorku v o minutě a 45 sekund), který slisoval vnitřek vodíku v hodně cesta moucha je stlačena když plácnutý.

Vědci byli ohromení, že najde to, zatímco tlak zvedl se k 1.4 milión atmosfér, elektronická energie zakázané pásmo (míra elektrického resistivity) klesala na téměř nula.

Elektronická energie zakázané pásmo vodíku v jeho nekomprimovaném stavu je asi 15 eV, dělat to izolační látka, ale jak tlak zvedá se do téměř nepředstavitelných výšek, zakázané pásmo postupně klesá na 0.3 eV. Protože 0.3 eV jsou poskytovány tepelnou energií tekutiny (si pamatovat, tlak rostl ohromně a P₁/T₁=P₂/T₂, tak teplota se stála o 3000ş K), vodík může v tomto bodě být zvažován úplně kovový.

Kosmologie

Toto má astronomické důsledky - astronomický, doslovně: kovový vodík je přítomný v obrovských množstvích v gravitationally stlačených vnitřkách Jupitera, Saturnua některých těch nově objevených extrasolar planety. Protože předchozí předpovědi povahy těch vnitřků braly za samozřejmost metallization u vyššího tlaku než ten u kterého my teď známe to, jak se stane, ty předpovědi musí být nastaveny. Nová data ukážou, že hodně kovovější vodík existuje uvnitř Jupitera než myšlenka, to to přijde blíže k povrchu a proto ten Jupiter je hrozný magnetické pole, nejsilnější nějaké planety v sluneční soustavě, je, podle pořadí, produkoval bližší k povrchu.

Aplikace

Tam být také použití pro informaci, že jsou blíže k domovu, ačkoli ne méně exotický. Jedna metoda produkovat nukleární roztavení zahrnuje ukazující laserové paprsky u kuliček vodíku izotopy; zvýšené chápání chování vodíku v extrémních podmínkách mohlo pomáhat zvětšit energetické výtěžky.

Ale až na hromadící data, to může být možné k vlastně produkovat férová množství kovového vodíku, s praktickým užitkem. Existence byla teoretizoval formy toho (nazvaný 'Metastable kovový vodík ', zkrátil MSMH) to by se nevrátilo k obyčejnému vodíku na vydání tlaku, jen jak diamanty uvolnily od komprimace metra nevrátí se k obyčejný tuha. S pevností v tahu hliníku a třetina jeho váha, MSMH mohl být používán se budovat extrémně lehký, palivo-výkonná auta. Navíc, to by dělalo výhodné palivo sám (a nějaký čistý, s jediným vodíkem jako konečný produkt); 9 časů jako hustý jak standardní vodík, to by vydávalo možnou energii když se vrátí k té formě. “hořel” více rychle, to mohlo být pohon s pěti časy výkonnost kapaliny H₂/O₂, proud raketoplánové palivo. Bohužel, experimenty Lawrencea Livermorea produkovaly kovový vodík příliš krátce stanovit zda metastability je možný.