ได้พาดหัวข่าวเมื่อต้นปีที่ผ่านมาเมื่ออ้างว่าเป็นคนแรกที่สร้างโลหะไฮโดรเจนซึ่งจะเป็นผู้บรรยายเกี่ยวกับไฮโดรเจนโลหะในการประชุมสมาคมกายภาพของจีนที่มหาวิทยาลัยเสฉวน (7-9 กันยายน) สรุปความท้าทายในการทำงานกับวัสดุและการใช้งานในอนาคต งานนี้ได้รับการสนับสนุนจาก ซึ่งจัดพิมพ์
ไฮโดรเจนโลหะคืออะไร? ไฮโดรเจนโลหะเป็นโลหะที่ทำจากอะตอมไฮโดรเจนทั้งหมด บนโลก
ไฮโดรเจน
มีอยู่ตามธรรมชาติในรูปของก๊าซ เมื่อเย็นลงถึง 20.3 K มันจะเหลวและที่ 14 K จะกลายเป็นของแข็งโมเลกุล ในปี 1935 แห่งมหาวิทยาลัย ได้ตั้งทฤษฎีว่าโครงตาข่ายไฮโดรเจนระดับโมเลกุลจะแยกตัวออกจากโครงตาข่ายไฮโดรเจนของอะตอมที่ความดัน 25 GPa ทำให้อิเล็กตรอนไหลผ่านได้อย่างอิสระ
จึงสร้างโลหะไฮโดรเจน อย่างไรก็ตาม การคำนวณสมัยใหม่คาดการณ์ว่าคุณต้องการแรงกดดันประมาณ 400–500 เกรดเฉลี่ยเพื่อสร้างมันขึ้นมา นักฟิสิกส์ใช้เวลาหลายสิบปีในการพยายามสร้างมันขึ้นมา แล้วอะไรล่ะที่ทำให้มันสำเร็จได้ในตอนนี้? ที่อุณหภูมิต่ำ แรงดันมหาศาล จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้
ประมาณ 350 GPa – ได้รับความสำเร็จในเซลล์ทั่งเพชร (DAC) ใน DAC นั้น ไฮโดรเจนจะอยู่ในรูหรือโพรงในปะเก็นโลหะที่ถูกกดระหว่างทั่งเพชรสองอัน เราพัฒนาเทคนิคเพื่อให้ได้แรงกดดันที่สูงขึ้น – แตะ 500 GPa มันไม่ใช่วิธีการใหม่ แต่ตระหนักว่าขั้นตอนที่มีอยู่บางอย่างส่งผลให้เพชรล้มเหลว
และดังนั้นจึงจำกัดแรงกดดัน เพื่อให้ได้แรงดันที่สูงขึ้น ตัวอย่างเช่น การป้องกันการแพร่กระจายของไฮโดรเจนเข้าไปในเพชร ซึ่งทำให้เพชรเปราะ ตลอดจนรับประกันการจัดตำแหน่งที่สมบูรณ์แบบของ DAC ในระหว่างการอัดแรงดันอะไรคือความท้าทายในการทำงานกับโลหะไฮโดรเจน?
ความท้าทายหลักคือการสร้างแรงกดดันมหาศาลที่จำเป็น ใน DAC แรงดันสูงสุดทำได้ด้วย ขนาดเล็ก เป็นส่วนที่เจียระไนแบนบนปลายเพชรเจียระไนแบบเหลี่ยมเกสร ที่ความดันสูงสุด เราใช้แผ่น ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 20–30 µm โดยมีตัวอย่างไฮโดรเจนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 10 µm
และหนา 1 µm
ในขณะที่ตัวอย่างอยู่ในเครื่องแช่แข็ง จำเป็นต้องมีการศึกษาอย่างรอบคอบโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ซึ่งสร้างความท้าทายทางแสงบางประการ นอกจากนี้ ตัวอย่างไฮโดรเจนอยู่ระหว่างทั่งเพชรสองอัน และเพื่อศึกษาตัวอย่าง รังสีจะต้องผ่านเพชรเหล่านั้น เพชรมีบริเวณที่มองเห็นได้และอินฟราเรด
ซึ่งมีความโปร่งใส แต่ปิดกั้นแสงในอุลตร้าไวโอเลต ซึ่งจำกัดการศึกษาเพชรในบริเวณนี้ของสเปกตรัม
เหตุใดจึงยังมีข้อกังขาว่าโลหะไฮโดรเจนถูกสร้างขึ้นในห้องแล็บ หลายกลุ่มทั่วโลกกำลังดำเนินการกับความท้าทายนี้ แต่พวกเขายังคงใช้เทคนิคเดิม ๆ และบรรลุแรงกดดันเหมือนเดิม
ดังนั้น การวิพากษ์วิจารณ์จึงมุ่งเป้าไปที่วิธีการของเราในการตัดสินแรงกดดันเป็นหลัก เทคนิคทั่วไปในการหาค่าความดันใช้การกระเจิงของรามานในบริเวณที่มีความเครียดสูงของทั่งเพชร แต่เป็นที่ทราบกันดีว่าการส่องเพชรที่มีความเครียดด้วยแสงเลเซอร์อาจทำให้เพชรเสียได้ เราหลีกเลี่ยงการใช้วิธีนี้
จนกว่าเรา
จะบรรลุผลและตัดสินว่าไฮโดรเจนเป็นโลหะโดยการวัดการสะท้อนแสง จากนั้นเราใช้กำลังแสงเลเซอร์ต่ำประมาณ 20 mW เพื่อวัดความดันด้วยการกระเจิงของรามานและทำได้สำเร็จ คุณสามารถแยกตัวอย่างได้นานเท่าไร?ที่น่าสนใจคือเรารักษาโลหะไฮโดรเจนในเครื่องทำความเย็นของเรา
เป็นเวลาประมาณสามเดือนก่อนที่จะพยายามวัดความดันอีกครั้งด้วยการฉายแสงด้วยเลเซอร์ เราใช้ 1/20 ของความเข้มของเลเซอร์ – 0.5 mW – และเพชรล้มเหลวในทันที เราเชื่อว่าเพชรที่มีความเครียดสูงจะคลายตัวด้วยการสร้างรอยตำหนิในโครงตาข่าย และตำหนิเหล่านี้มีปฏิกิริยากับแสง
ไฮโดรเจนโลหะมีประโยชน์อะไรบ้าง? ไฮโดรเจนโลหะอาจเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้อง นอกจากนี้ยังอาจแพร่กระจายได้ กล่าวคือ อาจยังคงเป็นโลหะไฮโดรเจนแม้ในขณะที่ความดันถูกยกขึ้น ถ้าเป็นเช่นนั้น และถ้าเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้อง มันจะเป็นการปฏิวัติ ในทางทฤษฎีแล้ว จรวดชนิดนี้
ยังเป็นจรวดขับเคลื่อนที่ทรงพลังที่สุดที่มนุษย์รู้จัก และหากแพร่กระจายได้และสามารถผลิตได้ในปริมาณมาก มันจะเปลี่ยนโฉมจรวดคุณกำลังทำงานอะไรอยู่ เรากำลังทำการทดลองครั้งแรกซ้ำเพื่อสร้างไฮโดรเจนโลหะและวัดการสะท้อนแสง จากนั้นเราวางแผนที่จะวัดค่าการนำไฟฟ้าเพื่อตรวจสอบว่า
ของ คลื่นไมโครเวฟเราสามารถประเมินขนาดและรูปร่างของเรโซเนเตอร์ได้ จากนั้น เมื่อทราบขนาดและรูปร่างของเครื่องสะท้อนเสียง การวัด ความถี่เสียง สะท้อนทำให้เราสามารถอนุมานความเร็วของเสียงได้ เราวัดความเร็วของเสียงของการสั่นพ้องทั้งเจ็ดที่ความดันต่างกันและอนุมานถึงขีดจำกัด
ของความดันเป็นศูนย์ (รูปที่ 1) สิ่งนี้บอกเราถึงความเร็วความดันต่ำที่จำกัดของเสียงc 0 และจากสิ่งนี้ เราสามารถอนุมานความเร็วโมเลกุลเฉลี่ยและด้วยเหตุนี้พลังงานจลน์ของโมเลกุลเฉลี่ย และด้วยเหตุนี้k B T และสุดท้าย เนื่องจากเราทำการทดลองที่T TPWซึ่งปัจจุบันกำหนดไว้อย่างชัดเจน
การทดลองประเภทนี้ ผลลัพธ์ที่ได้อาจส่งผลต่อค่าที่กำหนดในอนาคตของค่าคงที่ต้องใช้วิธีป้องกันอย่างมาก ดังนั้นเราจึงไม่เรียกร้องให้มีคำตอบที่ถูกต้อง สิ่งที่เรากำลังอ้างคือเราสามารถพิสูจน์ได้ว่าคำตอบที่ถูกต้อง ไม่ว่าจะเป็นอะไรก็ตาม ไม่แตกต่างจากคำตอบของเรามากไปกว่าความไม่แน่นอน
ที่เราระบุ ในการทำให้การอ้างสิทธิ์นี้ซ้อนกัน เราจำเป็นต้องแยกผลลัพธ์สุดท้ายออกเป็นผลลัพธ์ย่อยจำนวนหนึ่ง และประเมินแต่ละผลลัพธ์ด้วยวิธีต่างๆ และดูว่าคำตอบมีการเปลี่ยนแปลงหรือไม่ ในการทดลองนี้มีสามส่วนที่แตกต่างกันค่อนข้างชัดเจน: การวัดว่าเราอยู่ใกล้T TPW แค่ไหน ; การวัดมวลโมลาร์ของอาร์กอนที่เราใช้ และการวัดความเร็วของเสียงซึ่งขึ้นอยู่กับขนาดและรูปร่าง
แนะนำ ufaslot888g
