高壓製造金屬氫 可用作成本低廉常溫超導體

新網記者麻念台台北特稿
2017/1/28 下午 02:06:35 / 科技新知

　美國哈佛大學物理學家伊薩克‧西爾瓦(Isaac Silvera)實驗，成功讓一般為氣體型態的氫在高壓下轉變為宇宙中其他地方可能不存在的金屬氫。

《科學》期刊報導，美國哈佛大學物理學家成功讓一般為氣體型態的氫在高壓下轉變為金屬氫。(歸鴻亭翻製)

　本月26日發表於《科學》(Science)期刊的報導，介紹這個高壓物理的終極目標成果。這項發現首度證實物理學家杭亭頓(Hillard Bell Huntington)和魏格納(Eugene Wigner)在1935年提出的理論，將一般氣體的氫暴露於極高壓環境下，就可能使其成為金屬狀態，即氫氣在高壓下會變相成為金屬氫。

　伊薩克‧西爾瓦說明，金屬氫導電效率極高，現階段用於核磁共振攝影(MRI)的超導體需要液態氦維持於超低溫，但成本高昂，金屬氫卻能在常溫中做為高效率電導體，在高壓物理領域「這是聖杯」。

　《紐約時報》(The NewYork Times)引述伊薩克‧西爾瓦的介紹，「這是有史以來第一個金屬氫樣本，是以前從未存在過的物質。」

　伊薩克‧西爾瓦說，如果這些理論預測證明是真實的，氫的新狀態甚至可以是一種固體金屬，即亞穩態，即使在破碎壓力被去除後仍保持固體和超導體，能夠無阻力地導電，而這種氫轉化為金屬的形式，據信存在於木星等大行星中，以產生該行星的強大磁場。

《紐約時報》介紹，這是有史以來第一個金屬氫樣本，是以前從未存在過的物質。(歸鴻亭翻製)

　不過在哈佛實驗中，將少量氫氣置於直徑約為850英寸的兩個金剛石尖端之間，並冷卻至華氏-433度，氫開始透明然後隨著壓力增加而變黑，氫樣本以每6.5平方公分3,250萬公斤的壓力壓縮，此壓力已強過地心壓力，直到在足夠高的壓力下，變得反射而呈現金屬狀態。哈佛設備大約是蘇打瓶的大小，這些金屬常在壓力下破碎，氫氣可能洩漏，因此精確的測量是棘手的。

　氫是最輕的元素，每個原子僅由一個質子和一個電子組成。在地球表面的普通條件下，當空氣壓力為14.7磅/平方英寸時，氫原子配對成簡單的分子，但在超冷溫度下，氫分子首先凝結成液體，然後凝固且分子完整堆積成固體形式。