Tviler Cloud Claims of Metallic Hydrogen


Metallisk hydrogen kan være rikelig i høytrykksinteriøret av gigantiske planeter, og kan potensielt brukes som en ny superledere eller rakettbrensel på jorden. To fysikere sier at de har knust hydrogen under så stort trykk at gassen ble et skinnende metall - en prestasjon som fysikere har forsøkt å oppnå i mer enn 80 år. Men and

Metallisk hydrogen kan være rikelig i høytrykksinteriøret av gigantiske planeter, og kan potensielt brukes som en ny superledere eller rakettbrensel på jorden.

To fysikere sier at de har knust hydrogen under så stort trykk at gassen ble et skinnende metall - en prestasjon som fysikere har forsøkt å oppnå i mer enn 80 år.

Men andre forskere har alvorlig tvil om kravet, det siste innen et felt med en lang historie med mislykkede forsøk.

Ranga Dias og Isaac Silvera, begge fysikere ved Harvard University i Cambridge, Massachusetts, rapporterte først en rapport om resultatene sine på arXiv preprint-serveren i oktober i fjor, noe som tiltrukket umiddelbar kritikk. En peer-reviewed versjon av rapporten ble publisert 26. januar i Science, men skeptikere sier at den inneholder lite ny informasjon.

Fem eksperter fortalte Natures nyhetsbyrå at de ennå ikke tror på kravet, og trenger mer bevis. «Jeg tror ikke at papiret er overbevisende i det hele tatt, » sier Paul Loubeyre, fysiker ved Frankrikes atomkraftkommisjon i Bruyères-le-Châtel.

Silvera og Dias sier at de ønsket å publisere sin første observasjon før de gjorde ytterligere tester på deres skjøre materiale.

Metallisk drøm

Produksjon av metallisk hydrogen i laboratoriet har vært en drøm om høytrykksforskere siden 1935, da teoretikere først spådde sin eksistens. Når presset med nok press inne i et ambolt, bør hydrogen kunne føre elektrisitet, kjennetegnet for en metallisk tilstand. Og teoretikere sier at materialet kunne ha andre eksotiske egenskaper, for eksempel å være en superleder, som er i stand til å lede strøm uten motstand, selv ved romtemperatur.

Ved å lage metallisk hydrogen kan fysikere også kunne utforske planetvitenskap på laboratoriebenken deres: Gigantiske planeter som Jupiter er teoretisert for å ha metallisk hydrogen i sine kjerner, noe som vil forklare hvordan de kan bære et magnetfelt.

I de senere år har fysikere knust små prøver av hydrogen mellom diamantamboler ved trykk som overstiger dem i sentrum av jorden. Forsøkene er delikate og fulle av potensial for feil. Forskere har sett den materielle forandringen fra gjennomsiktig til mørk mens den er komprimert, noe som antyder at når elektronene er overfylte sammen, er de i stand til å absorbere fotoner av synlig lys. Men ingen har bevist eksistensen av metallisk, skinnende hydrogen som ville reflektere lys. I 2011 var en rapport fra fysikere ved Max Planck Institute for Chemistry i Mainz, Tyskland, kontroversiell. Mikhail Eremets, som leder den gruppen, sier at laget hans ennå ikke har gitt avgjørende bevis.

Dias og Silvera sier at de klarte å presse sin hydrogengass ved større press enn noen andre har klart. For å gjøre det, brukte de en ambolt som passer inn i en kryostat, slik at de kan avkjøle sin hydrogenprøve til like over absolutt null. De sier også at de har funnet en bedre måte å polere tipsene på diamanter, for å fjerne uregelmessigheter som kan ødelegge edelstenene. De vendte deretter en skrue for å presse presset til 495 milliarder pascals (495 GPa), eller nesten 5 millioner ganger høyere enn atmosfæretrykk på havnivå.

"Så plutselig blir det en lustry, reflekterende prøve, som du bare kan tro er et metall, " sier Silvera. Sett gjennom et mikroskop, syntes prøven skinnende, og det reflekterte lyset i måten metallisk hydrogen burde gjøre, sier han.

Gjenta målingen

Andre forskere er ikke overbevist. Det er langt fra klart at det skinnende materialet forskerne ser, er faktisk hydrogen, sier geofysiker Alexander Goncharov fra Carnegie Institution for Science i Washington DC. Goncharov har kritisert Silvera Labs metoder før. Han foreslår at det skinnende materialet kan være aluminiumoksyd (aluminiumoksyd), som belegger spissene til diamanter i ambolten, og kan oppføre seg forskjellig under trykk.

Loubeyre og andre tror at Silvera og Dias overvurderer trykket som de nådde, ved å stole på en upresisiell kalibrering mellom skruer og trykk inne i ambolten. Eugene Gregoryanz, fysiker ved University of Edinburgh, UK, legger til at en del av problemet er at forskerne bare tok en enkelt detaljert måling av prøven deres ved høyeste trykk, noe som gjør det vanskelig å se hvordan trykket skiftet under forsøket.

"Hvis de vil være overbevisende, må de gjenta målingen, virkelig måle utviklingen av press, " sier Loubeyre. "Da må de vise at alumina i dette trykkområdet ikke blir metallisk."

Men Silvera sier at han bare ønsket å få nyheten der ute før han gjorde bekreftelsestester, som han sier kunne ødelegge sin dyrebare prøve. "Vi ønsket å publisere denne gjennombruddshendelsen på denne prøven, " sier han. For å bevare materialet har han og Dias holdt det i kryostaten; laboratoriet har bare to kryostater, og det andre er i bruk for andre eksperimenter, sier han. "Nå som papiret har blitt akseptert, skal vi gjøre ytterligere eksperimenter."

Til tross for skepsis, utgir pressemateriale utstedt av Science og av Harvard University med selvtillit at metallisk hydrogen har blitt gjort. "Dette er den hellige graden av høytrykksfysikk, " sier Silvera i Harvards pressemelding. "Det er den aller første prøven av metallisk hydrogen på jorden."

Denne artikkelen er reprodusert med tillatelse og ble først publisert 26. januar 2017.

Nobelforsker slutter i skandalvåpenGjelder den foreslåtte loven om beskyttelse mot husholdningsbrensel en forbruk på forbrukerne?Alvorlige endringer mulig for nasjonale sikkerhetspolitikker om klimaendringerPlanlegg ferien din på den grønneste måtenHuman Sewage Identifisert som Coral KillerVann ned fiskeminbassengetHvor er min elefant?  High-Tech Collars Spore Wildlife i sanntidHvorfor VR vil ikke erstatte filmer