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金屬氫媲美核武器,世上唯一一塊金屬氫卻消失了

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眾所周知,氫是一種非金屬。普通的氫分子是由兩個氫原子構成的。每個氫原子只有一個電子,構成一個分子的兩個氫原子平均共享那兩個電子。沒有剩下的電子。

然而,隨著科學的進步,人們竟然可以製取金屬氫。2017年初,美國哈佛大學研究人員在《科學》上發文,聲稱在高壓下發現了金屬氫,一時轟動全球。而在此之前,世界上還從未出現金屬氫的樣品。金屬氫是液態或固態氫在上百萬大氣壓的高壓下變成的金屬體。金屬氫是一種高密度、高儲能材料,之前的預測中表明,金屬氫是一種室溫超導體。金屬氫內儲藏著巨大的能量,比普通TNT炸藥大30─40倍。

金屬氫製取的原理是這樣的。假定有足夠的壓力把氫原子非常緊密地擠在一起,以致各個原子都被8個、10個甚至12個近鄰原子所包圍。於是,每個氫原子的單個電子,不管原子核有異常強的吸引力,就可能開始從一個相鄰原子滑到另一個相鄰原子。這樣你就會得到「金屬氫」。

1936年美國科學家維那對氫轉變為金屬的壓力作了首次計算,提出了氫轉變為金屬的臨界壓力是在100萬到1000萬大氣壓的範圍以內。在世界各國正通過多種途徑來產生超高壓製取金屬氫。比較成熟的有兩種方法,一種叫動態壓縮法,即是從強磁場中採用快速衝擊壓縮,獲取高壓來製取金屬氫。另一種叫靜態壓縮法,即採用1000t重以上的壓力機或用將近10層樓高的水壓機來產生100~200萬大氣壓的高壓,壓縮液氫來製造金屬氫。

在此之前,世界上還從未出現金屬氫的樣品。我們知道,因為一旦金屬氫問世,就如同當年蒸汽機的誕生一樣,將會引起能源、軍備、科學技術領域的一場劃時代的革命。

為什麼這樣說呢?

金屬氫是一種亞穩態物質,可以用它來做成約束等離子體的「磁籠」,這樣受控核聚變反應使原子核能轉變成了電能,而這種電能將是廉價的又是乾淨的,在地球上就會順利的建造起一座座「模仿太陽的工廠」,人類將最終解決能源問題。

金屬氫還具有重大的軍用價值。之前,無論原子彈還是氫彈都會帶來巨大的核污染,即使是號稱相對乾淨的中子彈也是如此,而一旦製備出超高能的金屬氫,引發核聚變,那麼這種氫彈爆炸後將十分「乾淨」。同時,金屬氫的超高能量密度還能應用在航天領域,比如用金屬氫做火箭燃料。可以輕鬆做到火箭單級入軌,帶來太空發射能力的革命。

金屬氫內儲藏著巨大的能量,比普通TNT炸藥大30─40倍。伴隨著金屬氫的誕生必將會產生許多新式武器。

人類對核武器的恐懼,除了因其大威力外,另一個原因就是核污染,金屬氫核武器可以實現小當量和無污染,為戰術核武器的實用掃清輿論障礙。可以說,美國掌握這一技術將佔據能源軍備高點。

2017年1月26日,哈佛大學的艾薩克·席維拉團隊在《科學》雜誌上撰文稱,他們將氫氣樣本冷卻到了略高於絕對零度的溫度,在比地球中心還高的極高壓下,用金剛石對氫氣進行壓縮,成功獲得了一小塊金屬氫,這塊金屬氫樣本被保存在兩塊微小的金剛石之間。

艾薩克在哈佛大學發布的新聞公告中說:「製備金屬氫是高壓物理學的聖杯,這是地球上首個金屬氫樣本。」

遺憾的是,2017年2月22日,當艾薩克·席維拉團隊嘗試用低功率激光器測量壓力時,聽到了微弱的「咔嗒聲」,表明其中一塊金剛石已碎成微塵。這一災難性的失敗使樣本消失了。他們認為,金屬氫可能消失在位於兩個金剛石之間、被用來裝金屬氫的金屬「襯墊」內;也可能因為不穩定,在常溫常壓下變成了氣體。

然而,這個事件卻充滿了謎團。有科學家稱,金屬氫可能根本就沒有研製出來。也有科學家稱,可能人們又從金屬氫中發現了新的軍事價值,因而故意隱匿這一事實。這在軍事史上並不是沒有先例。

因此,人們製取的第一塊金屬氫到底去哪裡了,可能真的成了謎,也不排除人們發現了它的新型核用途後故意諱莫如深。

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