翻译:【日本东京方舟农场】山豆根后

两位哈佛科学家成功地创造了一种长期以来被认为是物理学的“圣杯”的全新的物质——金属氢,一种具有无与伦比能量的材料,有朝一日可以推动人类进入太空深处。该研究于2017年1月发表在《科学》杂志上。

(图片来源: getpocket.com;原出处为Stocktrek和Getty。)

科学家们通过将氢气样品加压到比地球中心每平方英寸更高的磅数来制造金属氢。这打破了分子的固态,并使粒子解离成原子氢。

我们目前拥有的最好的火箭燃料是液态氢和液态氧,燃烧其用作推进剂。这类物质的功效通常用“比冲量”来描述,这是燃料可以给火箭提供推进冲量的度量标准。

“美国宇航局或空军的人告诉过我,如果他们能够将 [比冲量] 秒数从450秒增加到500秒,那将对火箭技术产生巨大影响,”哈佛大学托马斯·D·卡博特自然科学教授艾萨克·西尔维拉(Isaac Silvera)通过电话告诉Inverse。“如果你能触发金属氢恢复到分子相,[能量释放]计算值为1700秒。”

金属氢有可能使火箭只用一个发射阶段就进入轨道,甚至允许人类探索外部行星。金属氢被推测为是“亚稳态”的——这意味着如果你在非常高的压力下制造它,然后释放它,它将保持在那个压力。例如,钻石是石墨的亚稳态。如果你拿石墨,加压,然后加热,它就变成了钻石;如果你减轻压力,它仍然是一颗钻石。但是如果你再次加热它,它会恢复到石墨。

科学家们在一个世纪前首次提出了金属氢原子的理论。与博士后研究员兰加·迪亚斯(Ranga Dias)一起创造了这种物质的西尔维拉教授,也曾在阿姆斯特丹大学担任物理学教授,并自1982年以来一直在努力获得这种物质。

金属氢也被推测为是一种高温或可能是室温下的超导体。目前还没有其它已知的室温超导体,这意味着应用非常广泛——特别是对于能量会因散热而损失的电网来说。它还可以促进未来高速列车的磁悬浮技术的发展;大幅提高电动汽车的性能;并彻底改变能源的生产和储存方式。

但这一切可能还需要几十年的时间。就实际应用而言,下一步是要确定金属氢是否确实是亚稳态的。现在西尔维拉拥有的金属氢数量非常少。如果这种物质确实是亚稳态的,它可能会被用来制造室温晶体——通过将原子氢喷射到表面——把它当成种子一样使用以长出更多来,就像人造钻石的制作方法一样。

这篇文章最初于2017年1月26日发表在 Inverse 上。本文经许可在此重新发表。

原文链接:
https://getpocket.com/explore/item/holy-grail-metallic-hydrogen-is-going-to-change-everything

校对:妙喜小油鍋
发布:文曦