Hidrogênio metálico

Choque de ondas de compressão, 1996Edit

Em Março de 1996, um grupo de cientistas no Lawrence Livermore National Laboratory informou que eles tinham serendipitously produziu o primeiro identificável hidrogênio metálico por cerca de um microssegundo em temperaturas de milhares de graus kelvin, pressões de mais de 100 GPa (1.000.000 de atm; 15,000,000 psi) e densidades de aproximadamente 0,6 g/cm3. A equipe não esperava produzir hidrogênio metálico, pois não estava usando hidrogênio sólido, considerado necessário, e estava trabalhando a temperaturas acima das especificadas pela teoria da metalização. Estudos anteriores em que o hidrogênio sólido foi comprimido dentro de anvils de diamante para pressões de até 250 GPa (2,500,000 atm; 37,000,000 psi), não confirmou a metalização detectável. A equipe tinha procurado simplesmente medir as mudanças de condutividade elétrica menos extremas que esperavam. Os pesquisadores usaram uma arma de gás leve da década de 1960, originalmente empregada em estudos de mísseis guiados, para atirar uma placa de impactor em um recipiente selado contendo uma amostra de meio milímetro de espessura de hidrogênio líquido. O hidrogênio líquido estava em contato com fios levando a um dispositivo de medição da Resistência Elétrica. Os cientistas descobriram que, à medida que a pressão subiu para 140 GPa (1,400,000 atm; 21,000,000 psi), eletrônicos energia de banda gap, uma medida de resistência elétrica, caiu para quase zero. O intervalo de banda do hidrogênio em seu estado não comprimido é de cerca de 15 eV, tornando-o um isolador, mas, à medida que a pressão aumenta significativamente, o intervalo de banda caiu gradualmente para 0,3 eV. Como a energia térmica do fluido (a temperatura tornou-se de cerca de 3.000 K ou 2.730 °c devido à compressão da amostra) estava acima de 0,3 eV, o hidrogênio pode ser considerado metálico.

Other experimental research, 1996-2004Edit

Many experiments are continuing in the production of metallic hydrogen in laboratory conditions at static compression and low temperature. Arthur Ruoff e Chandrabhas Narayana da Universidade de Cornell, em 1998, e mais tarde, Paulo Loubeyre e René LeToullec do Commissariat à l’Énergie Atomique, França, em 2002, demonstraram que a pressões e próxima ao centro da Terra (320-340 Agp ou 3,200,000–3,400,000 atm) e temperatura de 100 a 300 K (−173–27 °C), o hidrogênio não é ainda uma verdadeira metais alcalinos, devido a não-zero band gap. A busca para ver hidrogênio metálico em laboratório a baixa temperatura e compressão estática continua. Estão também em curso estudos sobre o deutério. Shahrir Badiei e Leif Holmlid da Universidade de Gotemburgo mostraram em 2004 que os Estados metálicos condensados feitos de átomos de hidrogênio excitados (matéria de Rydberg) são promotores efetivos do hidrogênio metálico.

Pulsed laser heating experiment, 2008Edit

the teoricamente predicted maximum of the melting curve (the pré-requisito para o hidrogênio metálico líquido) was discovered by Shanti Deemyad and Isaac F. Silvera by using pulsed laser heating. O silano molecular rico em Hidrogénio (SiH
4) foi considerado metalizado e tornou-se supercondutor por M. I. Eremets et al.. Esta afirmação é contestada, e os seus resultados não foram repetidos.

Observation of liquid metallic hydrogen, 2011Edit

In 2011 Eremets and Troyan reported observing the liquid metallic state of hydrogen and deuterium at static pressures of 260-300 GPa (2.600.000–3.000.000 atm). Esta alegação foi questionada por outros pesquisadores em 2012.

Z da máquina, 2015Edit

Em 2015, os cientistas do Z Pulsada Instalação de Energia anunciou a criação de um metalizado deutério usando denso líquido de deutério, um isolante elétrico-para-condutores de transição associada a um aumento na óptica de refletividade.

Alegou observação de sólidos hidrogênio metálico, 2016Edit

Em 5 de outubro de 2016, Ranga Dias e Isaac F. Silvera, da Universidade de Harvard divulgou declarações de evidência experimental de que sólido de hidrogênio metálico havia sido sintetizado em laboratório, a uma pressão de cerca de 495 gigapascals (4,890,000 atm; 71.800.000 psi) usando uma célula Anvil de diamante. Este manuscrito estava disponível em outubro de 2016, e uma versão revisada foi posteriormente publicada na revista Science em janeiro de 2017.

Na versão preliminar do papel, Dias e Silvera escrever:

Com o aumento da pressão observamos alterações na amostra, passando de transparente, para o preto, para um reflexiva de metal, este último estudou em uma pressão de 495 Agp… a refletância usando um modelo de elétron livre de Drude para determinar a frequência de plasma de 30.1 eV A T = 5.5 K, com uma densidade portadora de elétrons correspondente de 6.7×1023 partículas / cm3, consistentes com estimativas teóricas. As propriedades são de um metal. Hidrogénio metálico sólido foi produzido em laboratório.

— Dias & Silvera (2016)

Silva afirmou que eles não repetiram sua experiência, uma vez que mais testes poderiam danificar ou destruir sua amostra existente, mas garantiu à comunidade científica que mais testes estão chegando. He also stated that the pressure would eventually be released, in order to find out whether the sample was metastable (i.e., se persistiria no seu estado metálico mesmo depois de a pressão ter sido libertada).Pouco depois que a alegação foi publicada na Science, A Nature’s news division publicou um artigo afirmando que alguns outros físicos consideravam o resultado com ceticismo. Recentemente, membros proeminentes da comunidade de pesquisa de alta pressão criticaram os resultados alegados, questionando as pressões alegadas ou a presença de hidrogênio metálico nas pressões reivindicadas.

Em fevereiro de 2017, foi relatado que a amostra de infração de hidrogênio metálico foi perdido, depois de bigornas de diamante ele foi contido entre quebrou.

em agosto de 2017, Silvera e Dias emitiram um errata para o artigo de Ciência, no que diz respeito aos valores corrigidos de refletância devido a variações entre a densidade óptica de diamantes naturais estressados e os diamantes sintéticos usados em sua célula anvil de diamante de pré-compressão.

Em junho de 2019 uma equipe do Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternativas (francês Energias Alternativas & Comissão de Energia Atômica) alegou ter criado hidrogênio metálico em torno de 425GPa usando um toroidal perfil diamond anvil cell produzido utilizando feixe de elétrons de usinagem

Experimentos com fluido de deutério Nacional de Ignição Facilidade, 2018Edit

Em agosto de 2018, os cientistas anunciaram novas observações sobre a rápida transformação do fluido de deutério de um isolamento para uma metalizado formulário abaixo 2000 K. Um acordo notável é encontrado entre os dados experimentais e as previsões baseadas em simulações quânticas de Monte Carlo, que é esperado ser o método mais preciso até à data. Isso pode ajudar os pesquisadores a entender melhor os planetas de gás gigantes, como Júpiter, Saturno e exoplanetas relacionados, uma vez que tais planetas contêm um monte de hidrogênio metálico líquido, que pode ser responsável por seus campos magnéticos observados.