由于操作失误，世界上唯一一块金属氢消失了

　　2017-02-24 科学人1300评

　　科学家上个月实现了“高压物理学的圣杯”，哈佛大学的物理学家称他们已经成功地将氢气转化为金属，而研究人员一直在努力实现这种幻化超过80年。

　　他们不仅制造了金属氢，且也是第一个能稳定地保存在实验室中的金属氢，使其成为地球上任何地方唯一的金属氢样品。但现在科学家团队有一个坏消息，金属氢样品已经消失了。

　　金属氢在接近绝对零度的温度下，并且在一种类似虎钳的两个钻石的高压下存储。但是一个星期前的进一步测试导致钻石破裂失效，并且研究人员从那时起就无法找到金属氢的痕迹。

　　该样品只有大约1.5微米厚，直径为10微米，是人类一根头发直径的五分之一。但也有可能的是，一旦压力被破坏，金属氢就会消散回气体，这表明材料在室压下不稳定。

　　团队负责人Isaac F. Silvera在金属氢行业工作了超过45年，他说现在他们不能推测样品的命运。他说：“基本上，它消失了。它可能是在室内压力下变得非常小，或者它只是变成了气体，我们无法得知。”

　　他承认自己的失望，但他们现在专注于创造一个更好的钻石虎头钳，并希望生产在未来几周内另一金属氢样本。Isaac F. Silvera说：“我们正在准备一个新的实验，看看我们是否可以再现我们第一次实现的压力，并再现我们的金属氢。”

　　这次的测试失败发生在2月11日，当时团队正在准备包装样品，并将其移动到芝加哥的阿贡国家实验室进一步测试。

　　为什么金属氢如此重要？正如其名，该材料是金属形式的氢。

　　氢是宇宙中研究最多的元素之一，在它的自然状态下，它绝对不是一种金属。它没有光泽，它也不导电。但回溯到1935年，研究人员预测，在某些高压条件下，氢可以具有金属性质。自从那以后，科学家一直在试图在实验室中制造金属氢，但这是非常困难的，他们需要维持高的离谱的压力。

　　但是Silvera和他的团队终于在去年10月做了这件事，使用两个人造钻石作为一种虎钳来挤压样品。随着压力的增加，研究人员看到了样品从透明变成黑色，然后变成有光泽的金属。

　　这是一个巨大的发现，不仅仅是一个概念验证，也因为金属氢被预测有一些非常疯狂和有用的特性，如超导体，能够承载无电阻的电流。金属氢还在其形成中储存了很多的能量，它可以用作“已经发现的最强大的火箭推进剂”。

　　上个月在等待他们的研究在发表期间，团队将样品在极冷的温度下保存在钻石中，并在实验室进行初步测试。重要的是，他们测量样品的反射率以确认其是金属。他们还把一个低功率的红色激光投射到测量压力的装置上，计算它在465GPa和495GPa之间，大约是地球上海平面上的大气压力的400万倍，是最初预测以实现金属氢压力的20倍。

　　但是有很多测试他们没有做。在研究发表出来之前，为了不破坏他们的样本，团队不会测量他们的金属氢是液体还是固体。结果，人们对他们是否首先制造金属氢存在很多怀疑和争议。

　　为了进行进一步的测试，Silvera和他的团队计划将样品运送到美国阿贡国家实验室的同步加速器。在它们发出之前，他们使用低功率红色激光器再次测量系统的压力。但这一次，激光的能量立即破坏了系统，并导致其中一颗压力钻石分解。

　　Silvera解释说：“一打开灯后，其中一个钻石破裂了，变成了粉末。这样的事情也在其他科研团队发生过，但经过我们的测试，我们认为这是安全的，但是不尽如人意。也许在钻石中有了的缺陷，也许有氢的扩散。 我们不知道发生了什么。”

　　Silvera相信，他们现在将能够制造更多的金属氢 。他希望重现这个过程将有助于说服一些怀疑者。

　　Silvera说：“这种消失并没有说明样品的有效性，任何从事高压工作的人都知道你可能会有这样的失败，重要的是我们对反射率的测量数据，那些是坚实的。所以这不是一个挫折，只是失望，我们无法对样品进行更多的测量。”

　　在下一轮实验中，团队将使用不同类型的人造钻石，希望它们更加稳定，并且他们将使用比原始设置中更大的冷却剂。经过了这次教训，他们下一次不会保持样品这么久才去进行进一步测量。

　　我们也将密切关注结果。

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