บดไฮโดรเจน

บดไฮโดรเจน

แนวคิดในการบีบวัสดุเพื่อดูว่าเกิดอะไรขึ้นอย่างน้อยก็ในศตวรรษที่ 17 เมื่อนักเคมีชาวอังกฤษ Robert Boyle ค้นพบว่าการเพิ่มแรงกดดันต่อก๊าซอุดมคติเป็นสองเท่าทำให้ปริมาตรของมันลดลงครึ่งหนึ่ง ในช่วงเวลาเดียวกัน นักวิจัยจาก Accademia del Cimento ซึ่งเป็นสมาคมวิทยาศาสตร์ในเมืองฟลอเรนซ์ ประเทศอิตาลี กำลังสำรวจว่าของเหลวสามารถบีบอัดได้เช่นกันหรือไม่ นักวิทยาศาสตร์เติมน้ำในทรงกลมโลหะแล้วกระแทกด้วยค้อน อาจจะไม่น่าแปลกใจเลยที่ทรงกลมรั่วไหลออกมา แต่การทดลองนั้น เฮมลีย์กล่าวว่า เป็นจุดเริ่มต้นของการสืบสวนที่เชี่ยวชาญทางเทคโนโลยีมากขึ้น

เมื่อถึงศตวรรษที่ 20 นักวิทยาศาสตร์รู้ว่าสสารธรรมดา 

ไม่ว่าจะเป็นของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ มีพฤติกรรมตามกฎเคมีที่วางไว้โดยอิเล็กตรอน อนุภาคที่มีประจุลบเหล่านี้จะส่งเสียงหึ่งๆ รอบๆ นิวเคลียสของอะตอมในบริเวณที่กำหนดไว้อย่างดีที่เรียกว่าออร์บิทัล ปรากฎว่าการบีบคั้นไม่ได้แค่บีบอัดอะตอมของมันให้ซ้อนกันชิดกันมากขึ้น เหมือนกับกองส้มที่จัดไว้อย่างดีในตลาดของเกษตรกร การบีบอัดยังทำให้ออร์บิทัลของอิเล็กตรอนเปลี่ยนแปลงไปอย่างรุนแรง ในรูปแบบต่างๆ ขึ้นอยู่กับรูปร่างดั้งเดิมของพวกมัน

ทันใดนั้นอิเล็กตรอนสามารถเคลื่อนที่ไปมาในสถานที่ที่ไม่เคยไปมาก่อน และกฎโดยทั่วไปที่ใช้ควบคุมตารางธาตุของธาตุจะออกไปนอกหน้าต่าง

บางทีเด็กผู้โพสต์สำหรับพฤติกรรมแปลก ๆ ที่แรงกดดันสูงคือไฮโดรเจนซึ่งเป็นองค์ประกอบที่พบบ่อยที่สุดในจักรวาล เนื่องจากเป็นองค์ประกอบที่ง่ายที่สุด ที่มีโปรตอนเพียงตัวเดียวในนิวเคลียสและอิเล็กตรอนที่โคจรอยู่หนึ่งตัว ดูเหมือนว่าไฮโดรเจนควรจะมีพฤติกรรมตรงไปตรงมา แต่การทดลองเมื่อเร็วๆ นี้แสดงให้เห็นว่า เช่นเดียวกับบรูซ แบนเนอร์ บุคคลต้องทนทุกข์ทรมานจากบุคลิกที่หลากหลาย

นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าที่น่าสนใจที่สุดคือข้อเท็จจริงที่ว่าถ้าคุณบีบไฮโดรเจนให้แรงพอ ก๊าซที่เคลื่อนที่ไม่ได้นี้จะเปลี่ยนเป็นของเหลวที่มีความหนาแน่นสูง ซึ่งอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ไปในทะเลที่ไม่ชัดเจน ทำให้สามารถนำไฟฟ้าและทำตัวเป็นโลหะได้ นักฟิสิกส์ Alexander Goncharov 

จาก Carnegie กล่าวว่าการทำความเข้าใจว่าอะตอมสองอะตอมเชื่อมโยง

กันเป็นโมเลกุลของก๊าซ H2 แยกตัวและก่อตัวเป็นอะตอมเดี่ยวที่ไหลเป็นของเหลวได้อย่างไร “เมื่อเราเข้าใจระบบง่ายๆ นั้นแล้ว ระบบอื่นๆ อาจง่ายขึ้น” เขากล่าว

กอนชารอฟ เฮมลีย์ และนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ อีกหลายคนสำรวจไฮโดรเจนและวัสดุอื่นๆ โดยการบดระหว่างเพชรเล็กๆ สองเม็ดในเครื่องที่เรียกว่าเซลล์ทั่งเพชร ปลายแหลมของเพชรที่เจียระไนจะแคบลงจนเหลือเพียงปลายเล็กๆ ซึ่งเมื่อบีบเข้าด้วยกันแล้ว ความดันก็จะพุ่งสูงขึ้น ในรอยบุบเล็กๆ ที่เพชรมาบรรจบกัน ตัวอย่างที่ฉีดเข้าไปอาจถูกบีบอัดให้มีความดันสูงจนคาดไม่ถึง

นักวิทยาศาสตร์จากสถาบัน Max Planck Institute for Chemistry ในเมืองไมนซ์ ประเทศเยอรมนี ได้ประกาศในNature Materialsเมื่อเดือนพฤศจิกายนว่าอุปกรณ์ดังกล่าวสร้างไฮโดรเจนจากโลหะที่อุณหภูมิห้องและความดันประมาณ 2.6 ล้านเท่าของชั้นบรรยากาศโลก ( SN: 12/17/11, น. 9 ). หากได้รับการยืนยัน การค้นพบนี้จะบรรลุเป้าหมายอันยาวนาน นักวิทยาศาสตร์ได้ทำนายการมีอยู่ของโลหะไฮโดรเจนครั้งแรกในปี 1935

แต่ผู้เชี่ยวชาญบางคนระงับการตัดสินเกี่ยวกับงานใหม่ การบีบวัสดุด้วยแรงดันสูงและเห็นสิ่งผิดปกติเป็นสิ่งหนึ่ง เป็นการสรุปว่าการสังเกตที่ผิดปกตินั้นหมายถึงอะไร นักวิจัยหลายคนกล่าวว่าพวกเขามีข้อมูลที่ขัดแย้งกับการเรียกร้องไฮโดรเจนของโลหะ แต่พวกเขาไม่ต้องการหารือเกี่ยวกับงานของพวกเขาในรายละเอียดจนกว่าจะปรากฏในวารสารที่ผ่านการตรวจสอบโดยเพื่อน

กลุ่ม Max Planck นำโดย Mikhail Eremets มีส่วนเกี่ยวข้องกับความขัดแย้งที่มีแรงกดดันสูงอีกครั้ง ในบทความที่ปรากฏในScienceในปี 2008 ทีมงานของ Eremets พร้อมด้วยเพื่อนร่วมงานจาก University of Saskatchewan ในแคนาดา รายงานว่าส่วนผสมของซิลิคอนและไฮโดรเจนกลายเป็นตัวนำยิ่งยวดที่ความดันสูง สารประกอบนี้เรียกว่าไซเลนทำจากอะตอมซิลิกอนหนึ่งอะตอมที่ถูกผูกมัดด้วยอะตอมไฮโดรเจนสี่อะตอม ในฐานะที่เป็นสารประกอบทางอุตสาหกรรม ไซเลนถูกใช้เป็นสารเคลือบ สารกันน้ำ และในการใช้งานอื่นๆ แต่บดในเซลล์ทั่งเพชร และที่อุณหภูมิประมาณ 960,000 บรรยากาศจะเริ่มปล่อยให้อิเล็กตรอนไหลได้อย่างอิสระ นักวิจัยรายงาน

นักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ กล่าวว่าไม่เร็วนัก ความท้าทายประการหนึ่งของการศึกษาไฮโดรเจนคือเมื่อความดันและอุณหภูมิสูงเพียงพอ มันเริ่มทำปฏิกิริยากับทุกสิ่งรอบตัว แม้แต่องค์ประกอบที่มักจะเฉื่อยทางเคมี นักทฤษฎีที่นำโดย Duck Young Kim ซึ่งปัจจุบันอยู่ที่ Carnegie ได้รายงานว่าไฮโดรเจนอาจเชื่อมต่อกับแพลตตินั่มที่ไม่ทำปฏิกิริยาที่มีชื่อเสียงที่ความดันบรรยากาศประมาณ 210,000 บรรยากาศ ที่ความดันสูง 700,000 บรรยากาศหรือสูงกว่า แพลตตินั่มไฮไดรด์ที่เกิดใหม่นี้อาจเริ่มเป็นตัวนำยิ่งยวด โดยส่งอิเล็กตรอนโดยไม่มีการต้านทาน นักวิทยาศาสตร์เขียนเมื่อเดือนกันยายนใน จดหมายทบทวน ทางกายภาพ

ส่วนผสมของแพลตตินัมและไฮโดรเจนดังกล่าวสามารถอธิบายความเป็นตัวนำยิ่งยวดที่รายงานในไซเลน ทีมงานระหว่างประเทศแย้งในเดือนสิงหาคมในPhysical Review B การคำนวณของทีมแนะนำว่าแพลตตินัมไฮไดรด์สามารถก่อตัวขึ้นเมื่อไซเลนแตกออกเป็นซิลิกอนและไฮโดรเจน และไฮโดรเจนนั้นทำปฏิกิริยากับอิเล็กโทรดแพลตตินัมที่ใช้ในการทดลอง นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่ารูปแบบคริสตัลเฉพาะของแพลตตินั่มไฮไดรด์สามารถอธิบายความเป็นตัวนำยิ่งยวดที่สังเกตได้

ทีมงานของ Eremets ยืนหยัดในผลงานของตน แต่ประสบการณ์ดังกล่าวได้เน้นย้ำว่าวิทยาศาสตร์ความกดดันสูงมีความซับซ้อนเพียงใด

แนะนำ : รีวิวหนังไทย | คู่มือพ่อแม่มือใหม่ | แม่และเด็ก | เรื่องผี | แคคตัส กระบองเพชร