第五狀態氫

“第五狀態氫”是一種新的物質形態，這種狀態的氫通常存在於大型行星或太陽內核之中，分子分離成單原子，電子的行為特徵像金屬電子一樣。

早在80多年前，這種狀態的氫首次在理論中被提出。從40多年前開始，科學家們一直在努力嘗試再造這種狀態的氫，但均未能成功。此次英國愛丁堡大學科學家利用鑽石對頂砧對氫實施壓縮到前所未有的高壓狀態，從而證實了這種罕見的“金屬態氫”的存在。“金屬態氫”狀態不穩，科學家此前也從未見過“金屬態氫”。

太陽和太陽系的大型行星的內核主要由這種高壓形式的元素構成。比如，木星和土星的內核被認為主要由這種形態的元素構成。該項研究主要負責人、英國愛丁堡大學物理和天文學學院科學家尤金-格雷高裏安茲教授介紹説，“在過去30年間，在無數次的高壓實驗中，科學家們都聲稱制造出金屬態氫，但後來這些實驗結果都被證明無效。我們的研究首次拿出了實驗證據證明氫可以像預測的那樣擁有固體金屬態，不過所需要的壓力也比此前想像的要高得多。研究成果將有助於基礎科學和行星科學的發展。”

英國愛丁堡大學研究團隊利用鑽石對頂砧製造出某種極端高壓狀態，即生成“第五狀態氫”所必需的壓力狀態，將氫壓縮成新的固體狀態。為了達到“第五狀態”，研究團隊所實現的壓力相當於325萬個地球大氣壓。科學家們利用激光顯微拉曼光譜儀觀測到了這種狀態的變化，從而通過實驗證明了氫的這種不尋常特性。

在這種極端高壓狀態下，分子開始分離成單原子。研究人員發現，電子的行為與金屬電子的行為特徵相似。儘管此次實驗比此前的實驗邁進了一大步，但科學家承認還需要繼續努力加以佐證。此外，為了生成單純的原子和金屬狀態可能還需要更大的壓力。