科學史上的一次重大突破，金屬氫被成功製造出來

在去年9月份，兩個研究嘗試用不同的方法，試圖創造金屬氫。現在，在這種金屬氫第一次預測超過80年後，哈佛大學的物理學家已經創造了金屬氫-- 一種神秘的氫氣形式，能夠在室溫下無阻抗地超導電。

科學家早就懷疑氫可以作為金屬在宇宙的某些部分存在，但這是第一次在地球上產生金屬氫，而且材料甚至比科學家想像的更陌生和更迷人。

「這是高壓物理學的聖杯。」來自哈佛大學的首席研究員Isaac F. Silvera說，「這是地球上第一個金屬氫的樣本，所以當你看著它，你正在看著以前從未存在過的東西。」

周期表可以大致分為兩類-- 金屬和非金屬。在許多其它性質中，金屬是有光澤的，良好的導體，並且通常在常溫下是固體。由於在我們高中學習中，氫在周期表中的是第一個元素，是一種非金屬。

但回溯到1935年，科學家曾預測，在某些條件下，這種常見的元素可以使其原子如此緊密地結合在一起，不僅具有金屬性質，而且實際上可以變成金屬。但這些條件不容易實現，它們涉及在極低的溫度下達到令人難以置信的高壓力。這就是為什麼80多年來，科學家有過多次嘗試，卻沒有人能夠證明其可能性。

Silvera說：「最令人興奮的部分是我們將氫氣加壓到足夠高的壓力，我們看到它轉化為金屬。」Silvera45年來一直試圖創造金屬氫。

地球上第一次，看到這種材料，如圖：

重要的是，物理學家認為金屬氫可以是常溫超導體，這意味著材料可以以零電阻導電，並且不必將材料首先冷卻到瘋狂的溫度。

我們已經知道了許多超導材料，我們使用它們在我們的MRI機器和磁懸浮列車中產生強大的磁場，但是它們只能在-269攝氏度（-452.2華氏度）以下的溫度下實現超導性，對於許多項目是不實用的。

如果科學家可以在室溫下達到同樣的超導性，這意味著我們可以在電力在傳輸過程中不會有任何損耗。現在，因為阻力，電網損失熱能高達15％。該材料還可能是有史以來發現的最強大的火箭推進劑。

要清楚，Silvera和他的團隊創造的金屬氫只有1到1.5微米厚，直徑為10微米，所以它很小。

研究人員宣稱，他們已經在過去取得金屬氫的早期階段，甚至金屬氫本身的證據。但這些報告從未得到驗證。這個最新的申明會被其他人質疑，但到目前為止，樣品已經承受了所有相關的金屬測試。

為了創建樣品，團隊將氫氣捕獲在一個小的金剛石箱中，冷卻至5.5開爾文（-267.65攝氏度、-449.77華氏度），並將其置於令人難以置信的高壓下。

早在1935年，預計金屬氫將在25千兆帕斯卡（GPa）的壓力下出現。但是Silvera和他的團隊最終在465GPa--495GPa之間的壓力下實現了，比最初預測的高20倍。

團隊很快看到它的外觀變化，但是為了驗證他們創造的是金屬氫，他們使用光譜測量，包括測量其反射率，並且顯示最初是標準氫氣（H2）已經轉變為原子金屬 。

你可以看到下面不同的原子結構：

現在我們知道金屬氫存在，還有很多問題需要回答。其中最大的問題是金屬氫是液體還是固體，或者正如研究人員預測的那樣，它可以兼有兩個狀態。到目前為止，Silvera和他的團隊相信，他們創造的是一個固體，但他們將對材料進行更詳細的分析。

他們還將用電流鉤住金屬，以測試它在常溫下是否真是超導體。奇怪的是，Silvera說，金屬氫也可能是亞穩態，這意味著即使你釋放壓力，它也將保持金屬狀態。

亞穩態材料的常見實例是金剛石，它其是是碳的亞穩態形式。為了製造鑽石，你把石墨置於高壓力和高熱量環境中，這是地下發生的事情。但是，即使你把鑽石挖出來，它們仍然是鑽石。

對於金屬氫也是如此，在預測是錯誤的情況下，並且當壓力被提升時材料分散回氣體，這是在對樣品進行所有其他分析之後也將被測試的東西。

現在，我們只是證明了宇宙中最常見的元素可以以一種全新的形式存在。

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