algemeen

Wetenschappers hebben metallische waterstof gemaakt. Zullen ze een Nobelprijs krijgen?

Wetenschappers hebben dat lang in het centrum van gas aangenomende reuzen (planeten die geen vast oppervlak hebben en grotendeels uit waterstof en andere gassen bestaan), de wetten van de fysica van materialen werken niet op dezelfde manier als op andere planeten. Onder dergelijke omstandigheden wordt waterstof onder enorme druk zo gecomprimeerd dat het letterlijk metaal wordt. Jarenlang zochten onderzoekers naar een mogelijkheid om metallische waterstof in het laboratorium te maken voor zijn unieke eigenschappen, wat nuttig zou kunnen zijn op vele gebieden van menselijke activiteit.

Welke voordelen kan iemand brengen?metaal waterstof? Ze zijn bijvoorbeeld nuttig bij de fabricage van elektronica van de toekomst, vanwege de speciale eigenschappen van elektrische geleidbaarheid. En op basis daarvan zal het mogelijk zijn om nieuwe raketbrandstof te maken.

Het is ook interessant om te lezen: waterstof en asteroïden kunnen het leven op Mars teweegbrengen.

Hoe metalen waterstof te krijgen?

Vandaag de enige beschikbaarDe methode voor het verkrijgen van metaalwaterstof is het gebruik van speciale aambeelden van diamant, waarbij waterstofatomen worden gecomprimeerd en afgekoeld totdat ze hun toestand veranderen. Al bijna 80 jaar proberen wetenschappers waterstofgas in metaal te veranderen - en nu zijn ze erin geslaagd. Om dit te doen, brachten ze hem een ​​druk aan die groter was dan in de kern van de Aarde.

Publicaties over dergelijke resultaten zijn al verscheneneerder kon echter geen enkele groep wetenschappers ze bevestigen. In 2011 werd bijvoorbeeld gerapporteerd dat wetenschappers waterstof in de gewenste staat konden 'comprimeren' met een druk van meer dan 220 GPa (gigapascal), wat meer dan 2 miljoen keer meer is dan atmosferisch, wat 100 kPa (kilopascal) is. In 2017 verklaarde een andere groep wetenschappers dat ze al druk op 495 GPa konden bereiken. Trouwens, toen hadden ze geen tijd om het grootste deel van de experimenten uit te voeren. Het enige monster metallische waterstof ging verloren nadat een van de ruitvormige aambeelden verkruimelde tot stof tijdens een poging om de druk te meten. Wat er van het monster is geworden, is onbegrijpelijk. Misschien was hij verdwaald tussen de diamantdeeltjes, misschien omgezet in gas. U kunt hier meer lezen over deze fout.

Franse wetenschappers overwogen eerdere ervaringen en foutenhun collega's, evenals hun eerdere onderzoek en nog steeds het gewenste resultaat bereikt. Het was mogelijk dankzij twee ontdekkingen. Ten eerste hebben ze het ontwerp van het diamanten aambeeld veranderd, waardoor de toppen van de diamanten tips niet plat, maar toroïdaal zijn, met een donutvormige verlaging. Een dergelijke wijziging maakte het mogelijk om de maximale druklimiet te verhogen van 400 GPa naar 600 GPa.

De punt van het verbeterde aambeeld van de diamant. De diameter van de ringvormige scheuren is ongeveer 150 micron (iets meer dan de dikte van een menselijke haar)

Ten tweede creëerden ze een nieuw type speciale infraroodspectrometer - een hulpmiddel waarmee je een waterstofmonster kunt meten.

Met het experiment begonnen wetenschappers te comprimeren in de diamantaambeeld monster waterstof en gelijktijdig koelen. Toen de druk 425 GPa bereikte, en de temperatuur -193 graden Celsius werd, begonnen de waterstof de infraroodstraling van de spectrometer te absorberen. Dit was het bewijs van de overgang van waterstof naar een andere, vaste toestand.

Afbeelding van overgangsfasen van waterstof bijexperiment in 2017 (boven) en faseverandering bij verschillende drukken - 315, 427 en 300 GPa - met het experiment van Franse wetenschappers. In het tweede geval is het duidelijk dat het waterstofmonster ondoorzichtig werd.

De verklaring van de Franse wetenschappers was genomen metwantrouwen, vooral omdat eerdere uitspraken over de succesvolle aanmaak van metallische waterstof onjuist, onwaar of eenvoudig onbewijsbaar bleken te zijn.

Desalniettemin zeggen veel mensen nu al dat een groep Franse natuurkundigen de Nobelprijs ontvangt voor hun ontdekking - de meest prestigieuze prijs in de wetenschap.

Wat denk je hiervan? Akkoord gaan dat dit een Nobelprijs is? U kunt uw mening delen in onze Telegram-chat.