极限状态下氢的探索

据fuelcellworks网站报道：卡内基研究院的科学家们的最新进展，使前所未及的压力下的氢气检测成为现实。他们的工作发表在期刊Physical Review Letters上。

作为宇宙中含量最丰富的元素，氢对极端的温度和压力会产生怎样的响应？这已经成为现代物理学界的重大挑战之一。目前所知氢气分子有三种固态相。例如，氢气在150 GPa和低温下转变成的相已引起学界特别关注，然而依靠静态压缩技术实现更高压力下的氢气检测在此前遇到了技术瓶颈。为此，科学家们使用最新开发的技术，将氢气加压至300Gpa，在温度为12 K到室温的温度范围条件下利用红外光谱技术探测氢分子的化学键及电子性质。他们运用卡内基研究院所运营的国家同步辐射光源（NSLS）以及布鲁克海文国家实验室的设施完成了该实验。

该团队发现在这种极高压下氢分子状态是稳定的，证明了原子间的化学键的极强的稳定性。该工作反驳了去年其他学者给出的“氢金属化”的实验解读。最新研究结果中虽然发现了密堆分子相的半金属行为，但材料具有的电子传导性远低于金属。

同时，据爱丁堡大学在Physical Review Letters期刊上发表的另一篇论文报道，在300K的相对高温及高于220 GPa的压力下发现了另一种氢分子相，结构为6原子环组成的蜂窝形状，与石墨的碳原子层结构十分类似。