Metallisk brint

Chokbølgekompression, 1996edit

i marts 1996 rapporterede en gruppe forskere ved Laurence Livermore National Laboratory, at de havde serendipitøst produceret det første identificerbart metalliske brint i ca.et mikrosekund ved temperaturer på tusinder af kelviner, tryk på over 100 GPa (1.000.000 atm; 15.000.000 psi), og tætheder på ca. 0,6 g/cm3. Holdet forventede ikke at producere metallisk brint, da det ikke brugte fast brint, menes at være nødvendigt, og arbejdede ved temperaturer over dem, der er specificeret af metalliseringsteori. Tidligere undersøgelser, hvor fast hydrogen blev komprimeret inde i diamant ambolte til tryk på op til 250 GPa (2.500.000 atm; 37.000.000 psi), bekræftede ikke påviselig metallisering. Holdet havde simpelthen forsøgt at måle de mindre ekstreme ændringer i elektrisk ledningsevne, de forventede. Forskerne brugte en lysgaspistol fra 1960 ‘ erne, der oprindeligt blev anvendt i guidede missilundersøgelser, til at skyde en slagplade i en forseglet beholder indeholdende en halv millimeter tyk prøve af flydende brint. Det flydende brint var i kontakt med ledninger, der førte til en enhed, der måler elektrisk modstand. Forskerne fandt, at da trykket steg til 140 GPa (1.400.000 atm; 21.000.000 psi), faldt det elektroniske energibåndgab, et mål for elektrisk modstand, til næsten nul. Båndgabet af brint i sin ukomprimerede tilstand er omkring 15 eV, hvilket gør det til en isolator, men da trykket stiger markant, faldt båndgabet gradvist til 0,3 eV. Fordi væskens termiske energi (temperaturen blev omkring 3.000 K eller 2.730 liter C på grund af kompression af prøven) var over 0,3 eV, kan brintet betragtes som metallisk.

anden eksperimentel forskning, 1996–2004edit

mange eksperimenter fortsætter i produktionen af metallisk hydrogen i laboratorieforhold ved statisk kompression og lav temperatur. Arthur Ruoff og Chandrabhas Narayana fra Cornell University i 1998, og senere Paul Loubeyre og ren Kurt LeToullec fra Commissariat Kurt L ‘ Kurtnergie Atomik, Frankrig i 2002, har vist, at ved tryk tæt på dem i midten af jorden (320-340 GPa eller 3.200.000–3.400.000 atm) og temperaturer på 100-300 K (−173–27 Kurt C), brint, brint og andre er stadig ikke et ægte alkalimetal på grund af Båndgabet, der ikke er nul. Stræben efter at se metallisk brint i laboratoriet ved lav temperatur og statisk kompression fortsætter. Undersøgelser pågår også på deuterium. Shahriar Badiei og Leif Holmlid fra Gøteborg Universitet har i 2004 vist, at kondenserede metalliske tilstande lavet af ophidsede hydrogenatomer (Rydberg-stof) er effektive promotorer til metallisk brint.

pulseret laseropvarmningseksperiment, 2008edit

det teoretisk forudsagte maksimum af smeltekurven (forudsætningen for det flydende metalliske brint) blev opdaget af Shanti deemyad og Isaac F. Silvera ved hjælp af pulserende laseropvarmning. Hydrogenrig molekylær silan (SiH
4) hævdes at være metalliseret og blive superledende af M. I. eremets et al.. Denne påstand er omstridt, og deres resultater er ikke blevet gentaget.

Observation af flydende metallisk hydrogen, 2011edit

i 2011 rapporterede Eremets og Troyan at observere den flydende metalliske tilstand af hydrogen og deuterium ved statiske tryk på 260-300 GPa (2.600.000–3.000.000 atm). Denne påstand blev stillet spørgsmålstegn ved andre forskere i 2012.

å maskine, 2015redit

i 2015 annoncerede forskere ved det pulserende kraftværk oprettelsen af metallisk deuterium ved hjælp af tæt flydende deuterium, en elektrisk isolator-til-leder-overgang forbundet med en stigning i optisk reflektivitet.

påstået observation af fast metallisk brint, 2016redit

den 5. oktober 2016 frigav Ranga Dias og Isaac F. Silvera fra Harvard University påstande om eksperimentel bevis for, at fast metallisk brint var blevet syntetiseret i laboratoriet ved et tryk på omkring 495 gigapascals (4.890.000 atm; 71.800.000 psi) ved hjælp af en diamant amboltcelle. Dette manuskript var tilgængeligt i Oktober 2016, og en revideret version blev efterfølgende offentliggjort i tidsskriftet Science i Januar 2017.

i preprint-versionen af papiret skriver Dias og Silvera:

med stigende tryk observerer vi ændringer i prøven, der går fra gennemsigtig til sort til et reflekterende metal, sidstnævnte studerede ved et tryk på 495 GPA… reflektansen ved hjælp af en Drude-fri elektronmodel til bestemmelse af plasmafrekvensen på 30,1 eV ved T = 5,5 K med en tilsvarende elektronbærertæthed på 6.7 liter 1023 partikler/cm3, i overensstemmelse med teoretiske skøn. Egenskaberne er de af et metal. Der er produceret fast metallisk brint i laboratoriet.

— Dias & Silvera (2016)

Silvera erklærede, at de ikke gentog deres eksperiment, da flere tests kunne skade eller ødelægge deres eksisterende prøve, men forsikrede det videnskabelige samfund om, at flere tests kommer. Han sagde også, at trykket til sidst ville blive frigivet for at finde ud af, om prøven var metastabil (dvs., om det ville fortsætte i sin metalliske tilstand, selv efter at trykket blev frigivet).

kort efter, at kravet blev offentliggjort i Science, offentliggjorde Nature ‘ s nyhedsafdeling en artikel om, at nogle andre fysikere betragtede resultatet med skepsis. For nylig har fremtrædende medlemmer af højtryksforskningsmiljøet kritiseret de påståede resultater og stillet spørgsmålstegn ved det påståede tryk eller tilstedeværelsen af metallisk brint ved det påståede tryk.

i Februar 2017 blev det rapporteret, at prøven af påstået metallisk brint gik tabt, efter at diamant ambolten var indeholdt mellem brød.

i August 2017 udsendte Silvera og Dias et erratum til Science-artiklen vedrørende korrigerede refleksionsværdier på grund af variationer mellem den optiske tæthed af stressede naturlige diamanter og de syntetiske diamanter, der blev brugt i deres prækomprimeringsdiamant amboltcelle.

i juni 2019 hævdede et hold ved kommissariatet, at han havde skabt metallisk brint på omkring 425 GPA ved hjælp af en toroidal profil diamant amboltcelle produceret ved hjælp af elektronstrålebearbejdning

eksperimenter med fluid deuterium på National Ignition Facility, 2018edit

i august 2018 annoncerede forskere nye observationer vedrørende den hurtige transformation af fluid deuterium fra en isolerende til en metallisk form under 2000 K. Der findes en bemærkelsesværdig aftale mellem de eksperimentelle data og forudsigelserne baseret på kvante Monte Carlo-simuleringer, som forventes at være den mest nøjagtige metode til dato. Dette kan hjælpe forskere med bedre at forstå gigantiske gasplaneter, såsom Jupiter, Saturn og beslægtede eksoplaneter, da sådanne planeter menes at indeholde en masse flydende metallisk brint, som kan være ansvarlig for deres observerede kraftige magnetfelter.