Para ilmuwan nyaris mendapatkan hidrogen metalik

Sekelompok peneliti dari Sandia National Laboratories (Sandia National Laboratories, USA), bersama dengan kelompok lain dari Rostock University (Jerman) melakukan percobaan yang berhasil dalam mengompresi deuterium cair ke dalam keadaan yang menunjukkan sifat-sifat logam. Dalam sebuah karya ilmiah yang diterbitkan dalam jurnal Science, para ilmuwan menggambarkan tahapan percobaan yang membawa mereka lebih dekat ke tujuan akhir mereka - produksi hidrogen logam padat.

Ilustrasi di atas adalah diagram skematik dari keadaan hidrogen. Ini menggambarkan empat keadaan padat yang diketahui dari I ke IV, dua keadaan cair yang diketahui dan keadaan yang diprediksi dari cairan atom. Lingkaran biru menunjukkan rotasi molekul kuantum, dan garis bergelombang sesuai dengan keadaan terjerat. Garis lurus adalah tempat perhitungan menunjukkan adanya ikatan kovalen.

Pada tahun 1935, fisikawan Hillard Bell Huntington dan Eugene Wigner pertama kali mengemukakan teori bahwa hidrogen dapat eksis dalam bentuk logam ketika ikatan antara atom putus dan elektron bebas muncul.

Untuk menghasilkan logam hidrogen, hanya satu hal yang diperlukan: tekanan tinggi. Sejak itu, banyak fisikawan telah mencoba membuktikan teori Huntington dan Wigner, tetapi tidak berhasil.

Dalam percobaan baru-baru ini, para peneliti menggunakan cara baru untuk meningkatkan tekanan darah tanpa efek samping yang tidak diinginkan.

Sampai sekarang, landasan berlian digunakan untuk menciptakan tekanan maksimum, di mana zat itu terjepit di antara dua ujung berlian. Eksperimen sebelumnya telah menunjukkan bahwa dengan cara ini dimungkinkan untuk memampatkan suatu zat dengan konsentrasi hidrogen yang tinggi ke keadaan seperti logam.

Dalam sebuah eksperimen di Sandian National Laboratories, mereka memutuskan untuk mengambil jalan lain dan menggunakan mesin Sandia Z (Mesin Z), sebuah pengaturan eksperimental dan salah satu sumber x-ray terbesar di dunia, untuk mengompres zat tersebut. Itu mampu menghasilkan bidang hingga 20 megauss.


Mesin-Z

Meremas sampel, sengatan listrik yang kuat dari Mesin-Z diterapkan pada elektroda dekat wadah deuterium. Gelombang kejut melewati wadah dan meremas zat lebih banyak. Pada saat ini, para ilmuwan sedang memantau bagaimana materi memantulkan cahaya, cara yang umum untuk mengenali logam.

Setelah pemadatan zat, zat itu tidak lagi transparan, dan mulai memantulkan cahaya. Menurut para peneliti, ini adalah bukti nyata bahwa zat tersebut telah berubah dari isolator menjadi logam.

Eksperimen ini adalah upaya yang paling berhasil hingga saat ini untuk memperoleh hidrogen metalik, yang keberadaannya diprediksi 80 tahun lalu. Kelompok peneliti lain juga berjuang untuk memecahkan masalah.

Selain hasil yang murni eksperimental, produksi hidrogen metalik sangat penting secara ilmiah. Eksperimen akan menunjukkan tekanan apa yang diperlukan untuk transformasi semacam itu. Ini adalah informasi yang berguna, misalnya, untuk mempelajari planet dan bintang lain: kita akan mengetahui dalam kondisi apa proses seperti itu dapat terjadi.



Misalnya, keberadaan hidrogen logam dapat menjelaskan fenomena Saturnus , yang terlalu panas untuk usianya: pada usia nyata 4,5 miliar tahun, simulasi komputer hanya memberikan 2,5 miliar tahun karena suhu yang terlalu tinggi.

Source: https://habr.com/ru/post/id381035/