春节第一篇Nature：氢转化为金属的同步红外光谱证据 

【引言】

在原子、分子和凝聚态物理学的发展中，氢一直是必不可少的元素。据预测，氢应具有金属态。然而，要理解致密氢的特性比最初设想的要复杂得多，因为在极端条件下，电子和质子是紧密耦合的，最终都必须被视为量子粒子。因此，如何以及何时固体氢分子可以转化为金属是一个悬而未决的问题。尽管对金属氢的探索推动了现代实验高压物理学的重大发展，但其观测结果的各种说法仍未得到证实。

【成果简介】

今日，在法国原子能和替代能源委员会（CEA）Paul Loubeyre1教授团队（通讯作者）带领下，在425吉帕附近观察到，氢的直接带隙从0.6 eV到0.1eV以下的不连续变化。 该结果很可能与金属态的形成有关，因为原子核零点能量大于该最低带隙值。采用最新研制的环形金刚石砧室电池可达到400吉帕以上的压力，并用同步加速器红外吸收光谱仪检测80开尔文下致密固体氢的结构变化和电子性质。随着振动子波数的连续下降和压力点增大的直接带隙，第三相氢的稳定性达到425吉帕。目前的数据表明，氢的金属化过程发生在分子固体中，与先前的捕获多体电子相关性的计算非常吻合。相关成果以题为“Synchrotron infrared spectroscopic evidence of the probable transition to metal hydrogen”发表在了Nature。

【图文导读】

图1 在研究的压力范围内选择测量值

图2 金属氢的红外吸收和可能的特征中的不连续压力演变

图3 分子固体氢由绝缘体向金属转化的性质

图4 固体氢的低温相图

文献链接：Synchrotron infrared spectroscopic evidence of the probable transition to metal hydrogen（Nature，2020，DOI:10.1038/s41586-019-1927-3）

本文由木文韬翻译，材料牛整理编辑。

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