对金属氢的声明产生疑问

一项新的研究报告称氢气被压缩成金属状态,但怀疑论者对此表示怀疑

金属氢可能大量存在于气体巨行星的高压内部,并有可能用作新型超导体或地球上的火箭燃料。

两位物理学家表示,他们已在巨大的压力下压碎了氢气,使其变成有光泽的金属——这一壮举 物理学家们已经尝试了80多年

但其他研究人员对这项声明表示严重怀疑,这是该领域长期失败尝试历史中的最新一次。

兰加·迪亚斯和艾萨克·西尔维拉都是马萨诸塞州剑桥市哈佛大学的物理学家,他们去年10月在arXiv预印本服务器上首次发布了他们的结果报告,这立即引起了批评。该报告的同行评审版本于1月26日发表在《科学》杂志上,但怀疑论者表示,它几乎没有包含任何新信息。


支持科学新闻业

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻业 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保有关塑造我们今天世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。


五位专家告诉《自然》杂志的新闻团队,他们还不相信这项声明,并且需要更多证据。“我认为这篇论文根本不令人信服,”法国原子能委员会物理学家保罗·卢贝雷在布鲁耶尔-勒-沙特尔说。

西尔维拉和迪亚斯表示,他们希望在对脆弱材料进行进一步测试之前发布他们的首次观察结果。

金属梦想

自1935年理论家首次预测金属氢的存在以来,在实验室中生产金属氢一直是高压研究人员的梦想。当在砧座内施加足够的压力时,氢应该能够导电,这是金属状态的标志。理论家们说,这种材料可能具有其他奇异的特性,例如成为超导体——即使在室温下也能无电阻地导电。

通过制造金属氢,物理学家们也可能能够在他们的实验室工作台上探索行星科学:木星等气体巨行星被认为在其核心中含有金属氢,这或许可以解释它们如何维持磁场。

近年来,物理学家们已经将微小的氢样品压在金刚石砧座之间,压力超过地球中心。这些实验非常精细,并且存在潜在的误差。研究人员已经看到该材料随着压缩从透明变为深色,这表明随着电子被挤压在一起,它们能够吸收可见光的光子。但没有人证明金属、有光泽的氢的存在,它可以反射光。2011年,德国美因茨马克斯普朗克化学研究所物理学家的一份报告 备受争议。领导该小组的米哈伊尔·埃雷梅茨表示,他的团队尚未提供确凿的证据。

迪亚斯和西尔维拉表示,他们能够以比其他任何人管理的压力更大的压力挤压氢气。为此,他们使用了一个可以安装在低温恒温器内的砧座,使他们能够将氢样品冷却到略高于绝对零度。他们还表示,他们找到了一种更好的方法来抛光金刚石的尖端,以消除可能损坏宝石的不规则性。然后,他们转动螺丝,将压力增加到4950亿帕斯卡(495吉帕),或几乎比海平面大气压高500万倍。

西尔维拉说:“然后,突然之间,它变成了一个有光泽的、反光的样品,你只能相信它是金属。”他说,通过显微镜观察,样品看起来有光泽,并且以金属氢应该做的方式反射光。

重新测量

其他研究人员对此并不信服。华盛顿特区卡内基科学研究所的地球物理学家亚历山大·冈查罗夫说,研究人员看到的有光泽的材料是否真的是氢气还远不清楚。冈查罗夫之前曾批评过西尔维拉实验室的方法。他认为,有光泽的材料可能是氧化铝(氧化铝),它覆盖在砧座中金刚石的尖端,并且在压力下可能会表现不同。

卢贝雷和其他人认为,西尔维拉和迪亚斯高估了他们达到的压力,他们依赖于螺丝转动和砧座内部压力之间不精确的校准。英国爱丁堡大学的物理学家尤金·格雷戈里安茨补充说,部分问题在于研究人员仅在最高压力下对他们的样品进行了单次详细测量——这使得很难看出实验期间压力是如何变化的。

卢贝雷说:“如果他们想令人信服,他们必须重新进行测量,真正测量压力的演变。” “然后他们必须证明,在这个压力范围内,氧化铝不会变成金属。”

但西尔维拉表示,他只是想在进行确认测试之前发布消息,他说,这可能会破坏他们珍贵的标本。“我们想在这个样品上发布这一突破性事件,”他说。为了保存材料,他和迪亚斯已将其保存在低温恒温器中;他说,实验室只有两个低温恒温器,另一个正在用于其他实验。“既然论文已被接受,我们将进行进一步的实验。”

尽管存在怀疑,但《科学》杂志和哈佛大学发布的新闻稿材料自信地宣称金属氢已经制成。“这是高压物理学的圣杯,”西尔维拉在哈佛大学的新闻稿中说。“这是地球上首个金属氢样品。”

本文经许可转载,并于首次发布于2017年1月26日。

© . All rights reserved.