четверг, 31 декабря 2015 г.

Ученые воссоздают в лаборатории условия, поддерживающиеся в недрах Юпитера

Водород является самым распространенным элементом во Вселенной и важным компонентом звезд, таких как Солнце, а также планет, газовых гигантов, таких как Юпитер и Сатурн. В последние годы поведение водорода при высоких температурах и давлениях оказалось в сфере интересов не только планетологии, но и материаловедения, для которого оно представляет интерес в рамках концепции построения общества водородной энергетики.


Однако, так как водород является очень подвижным и реакционноспособным элементом, то поддерживать его в стабильном состоянии при высоких температурах и давлениях для проведения лабораторных экспериментов с ним оказывается весьма непросто.

Группа исследователей из Осакского университета и Токийского технологического института, оба научных учреждения Япония, успешно разработала технологию, которая позволяет стабилизировать водород при высоких температурах и давлениях, избегая при этом химических реакций водорода с окружающей его материей.

Кацуя Шимизу, профессор Осакского университета, вместе с группой своих коллег исследовали фазовые превращения раскаленного плотного жидкого водорода при помощи экспериментов при высоких статических давлениях и нагреве исследуемого материала лазерами в ячейке с алмазными наковальнями. Эти результаты продемонстрировали калориметрические аномалии, которые ученые отнесли на счет фазового перехода жидкого водорода из двухатомного состояния в одноатомное (переход в состоянии плазмы) в интервале давлений от 82 до 106 ГПа. Это исследование позволяет наложить более строгие ограничения на положение границы фазового перехода водорода в состоянии плазмы и указывает на то, что критическая точка водорода находится выше, чем предсказывалось ранее в теоретических исследованиях.

Наблюдаемый фазовый переход жидкого водорода в состоянии плазмы может быть тесно связан с переходом металл-диэлектрик, и эти результаты могут помочь выяснить внутреннюю структуру и структуру магнитных полей газовых планет, состоящих преимущественно из водорода, таких как Юпитер и Сатурн.

Кроме того, ожидается, что результаты этого исследования помогут при создании высокотемпературных сверхпроводников на основе водорода.

Комментариев нет:

Отправить комментарий