美國科學家將氫氣壓縮製成「金屬氫」：室溫中的超導體

　　一直以來，許多研究團隊都在金屬氫的開發上展開競爭。這種新材料具有作為超導體的潛力，因而備受關注。

　　金剛石高壓砧正在壓縮分子態氫氣的示意圖。在更高的壓力下，分子態氫會轉變為原子態氫，如右側小圖所示。

　　新浪科技訊 北京時間2月13日消息，據國外媒體報道，近日，美國科學家成功將氫氣壓縮製成「金屬氫」。這是一種全新的材料，可以用於製造室溫中使用的高效率電導體。

　　這項成果發表在近期的《科學》（Science）雜誌上，首次證實了物理學家希拉德·亨廷頓（Hillard Bell Huntington）和尤金·維格納（Eugene Wigner）在1935年提出的理論，即常溫時呈氣態的氫可以在極端高壓下轉變為金屬態。

　　一直以來，許多研究團隊都在金屬氫的開發上展開競爭。這種新材料具有作為超導體的潛力，因而備受關注。目前，在磁共振成像（MRI）等領域中使用的超導體需要藉助液氦進行冷卻，使其保持在極低的溫度，成本高昂。「這是高壓物理學的『聖杯』，」論文作者之一、哈佛大學的物理學家伊薩克·席維拉（Isaac Silvera）說，「這是地球上首次獲得的金屬氫樣品，因此當你看著它時，你看到的是一種從未在地球上存在過的東西。」

　　伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的物理學教授大衛·塞珀利（David Ceperley）表示，這一成果如果被證實，就意味著幾十年來對氫轉化為金屬的探索告一段落，也表明人類對宇宙中最常見元素的了解更進了一步。大衛·塞珀利並未參與這項研究。

　　為了獲得金屬氫，席維拉教授和博士後研究人員朗加·迪亞斯（Ranga Dias）將一小份氫樣品放在相當於490萬標準大氣壓的壓力（每6.5平方厘米3250萬千克）之下，這比地球中心處的壓力還大。

　　研究人員利用合成金剛石製成的高壓砧對氫氣進行壓縮。他們對金剛石做了特殊處理，使它們在壓縮時不會碎裂，這一問題在此前的實驗中曾經出現過。「通常金剛石在這種強度下就會碎裂，」塞珀利教授說，「這也是該研究花費這麼多年的原因所在。席維拉想出了金剛石成形和拋光的新方法，使它們不致碎裂。」

　　目前的關鍵問題是，壓縮後的氫是否能在室溫下保持金屬態？這在未來的超導體應用中極為重要。塞珀利教授和席維拉教授都對此表示樂觀，但這還需要更多的實驗來證實。（任天）