网站首页

氢是宇宙中最丰富的元素。在压力作用下，氢首先凝固结晶，然后演变成一系列高密度的固相(同一物质的不同相是由于原子尺度上不同的排列方式而形成的，例如，软石墨和硬金刚石是具有非常不同的碳物理性质的两相)。

理论预测，高压氢最终将成为一个“神奇的数据”。这种数据具有最高的能量密度。它是室温超导体(导电时没有电阻)。这是一种新的凝聚态，超流体可以从低到高流动，甚至可以被未知的新物理机制所控制。

为了寻找这种“奇怪的物质”，自上世纪末以来，高压学者们进行了不懈的努力，现在已经使高压技能所达到的压力接近这种物质存在的预期条件。在这个过程中，发现了许多新的氢高压相。然而，在极端条件下测量氢的晶体结构仍然极其困难，这使得氢的新高压相的结构不确定。

最近，北京高压科学研究中心的毛河光院士领导的一个研究小组成功地探测到了超高压下氢分子的原子级排列(这种排列称为晶体结构)。这项工作解决了关于氢的高压第四相晶体结构的长期困扰。这项工作于9月26日在世界领先的科学杂志《自然》上公布。

毛河光院士领导的团队利用先进的光子源(美国阿尔贡国家实验室)和同步辐射光子源(大型科学设备)如上海光源产生的高亮度X射线束，克服了一系列技术挑战，测量了以前在X射线下“看不见”的高压氢的结构，然后成功地解决了氢的第四相的晶体结构。令人惊讶的是，氢分子仍然以六边形对称排列(六边形对称是类似于雪花的六边形排列)。六边形氢晶体在高压下逐渐破碎，然后电子结构发生变化，形成第四相。

图表:图中的两个钻石砧对被称为钻石砧对，用于产生高达数百万个大气压的压力。高亮度同步辐射X射线穿透金刚石并照射高压氢气。高压氢和x光相互作用产生的信息显示了氢在原子尺度上的排列，即晶体结构。

“第四相是连接普通固体氢和外来金属氢的关键相，所以我们必须了解它的晶体结构。”，这项工作的第一作者，研究员季承说，“这项工作非常具有挑战性。我们投入了五年时间来逐一突破技术瓶颈。我个人非常兴奋，终于能够准确测量第四阶段的晶体结构。”。

“在极端条件下研究氢是物理学领域的主要焦点之一，也是一个巨大的挑战。”毛河光院士补充说:“北京高压科学中心聘请了高压氢方面的专家。我们的目标不仅是发现氢的新形式，更重要的是进行可靠的表征，以便理解这些高压相所包含的新物理。这项工作就是这种精确表征的一个例子，并为理解氢金属化过程提供了一种新的方法。”

• 上一篇：林公主在15岁时嫁给了55岁的道光。进入皇宫后，她遭受
• 下一篇：为什么齐桓公的五个儿子都成了君主？谁的成就最高？