Планеты-гиганты превращают водород в металл
Москва, 13:20, 16 Апр 2016, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.
Исследование, опубликованное сегодня в Nature, рассмотрело своеобразную трансформацию, которая может произойти внутри гигантских газовых планет, подобных Юпитеру, в значительной степени состоящих из жидкого водорода, при высоком давлении и температуре. Этот химический элемент в таких экстремальных условиях переключается с его «нормального», электроизоляционного состояния в металлоподобное, проводящее ток.
«Понимание этого процесса дает новые подробности о формировании планет и эволюции Солнечной системы», — говорит профессор Глензер. «Хотя переход уже предсказан в 1930-е годы, у нас никогда не было прямого окна в атомные процессы».
Для проведения эксперимента, ученые в Ливерморской Национальной лаборатории использовали лазер высокой мощности, чтобы быстро сжать и нагреть жидкий дейтерий (тяжелый изотоп водорода), попутно создавая всплеск рентгеновского излучения, которое зондировало последующие структурные изменения в образце.
Исследователи увидели, что при давлении в 250000 атмосфер и температуре около 3800 градусов по Цельсию, дейтерий действительно изменился с нейтральной, изолирующей жидкости в ионизированное, металлоподобное состояние.
«Компьютерные расчеты показывают, что переход совпадает с разрывом двух атомов, обычно связанных друг с другом в молекулы дейтерия», — поясняют ученые. «Очевидно, что, поскольку давление и температура лазерно-индуцированной ударной волны разорвали молекулы на части, их электроны стали несвязанными и способными проводить электрический ток».
В дополнение к планетологии, исследование можно направить на использование дейтерия в качестве ядерного топлива для термоядерных реакций, которые копируют аналогичные процессы внутри солнца и других звезд.
