木星引力金属氢可否用来制造金属工具?木星表面五千公里之下是液态氢的海洋,里面会出现生命吗
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木星引力金属氢可否用来制造金属工具
不是所有的金属都适合用来制造金属工具。但如果能制造出金属氢,它将会有别的
比如钠钾镁这类碱金属或碱土金属,它们的化学性质都非常活泼。至于金属氢,目前依然只是一种猜测,还没有真正在实验室创造出来呢。氢元素是一种比较奇怪的元素,虽然通常在元素周期表上把它和碱金属(锂钠钾铷铯钫)排在同一列,但是它的化学性质不像碱金属,到更像氮气和氧气,两个氢原子组合在一起构成氢气。并且只有在极低的温度下,才会变成液态或固态,总之氢元素表面上看起来和碱金属没啥相似性。
什么是金属氢?它有什么用?
化学家们认为,在某种状态下,氢也可以像钠钾元素一样,呈现金属态,但这需要极高的压力,通常还伴随较高的温度,如大约两千摄氏度。此时氢元素会表现出其金属性,即可以导电。金属氢更可能以液态的形式存在,而不是固体形式存在,研究人员通常认为,那些巨型气态行星的内核处,就可能拥有大量液态金属氢。
图示:巨型气态行星内核深处的液态金属氢
图示:金属氢的存在可能解释这些气态行星为何存在强磁场,尤其是木星,它拥有太阳系中最强大的磁场。
从1935年从理论上推算出可能存在可以导电的氢(金属氢),到在实验室中制造出金属氢,花了很长时间,虽然一直以来不停地有实验室号称自己制造出了金属氢,但这些实验结果最终被证明难以重复,直到2018年,在可控核聚变的研究中,实验人员发现液态的氘(氢的同位素,比普通氢元素多了一个中子)受到激光冲击时,从绝缘态向金属态过渡。这篇论文发表在知名科学期刊《科学》上。
金属氢被认为很可能具有室温超导特性,这就是为什么我们对它如此感兴趣的原因之一,虽然保持氢的金属状态并不容易。
超导性是指电阻为零的一种特殊导电状态。许多金属在极低的温度下,会突然失去电阻。这是一种很有用的特性,因为没有电阻,电能就不会转变成热能被白白损耗,要知道每年发电厂产生的电,大约1/3被输电线路本身所损耗。另外,超导特性还意味着可以用强电流制造超强磁场时,不用担心烧毁仪器,因为没有电阻,电能就不能转变为热能。而强磁场有很多用处,比如医院里检验患者身体状态的的核磁共振成像技术中使用的仪器,就拥有一个超导线圈,这个超导线圈在通电后,可以产生强大的磁场。但它必须浸泡在液氦中才能起作用。
图示:浸泡在液氦中的超导线圈。氦气资源是有限的,使用液氦来得到超导特性,终将难以为继。高温超导研究,一直都是材料研究领域的大热门。
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木星表面五千公里之下是液态氢的海洋,里面会出现生命吗
里面是液态金属氢包裹的内核。液态金属氢只有在40亿帕压强下存在。内核外围温度大约在30000°左右。敢问这种环境生命可能存在吗?首先撇开温度,压强不谈关键是怎么进去木星的大气比地球大气厚的多。
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