סיקור מקיף

פריצת מגבלות בטבלת מנדלייב: צעד נוסף אל עבר מימן מתכתי

מימן, היסוד הנפוץ ביותר ביקום, הינו גז מבודד בתנאים רגילים, אולם בלחצים גבוהים הוא עשוי להפוך למוליך-על

גרף המתאר באילו תנאים מקבל המימן תכונות מתכתיות
גרף המתאר באילו תנאים מקבל המימן תכונות מתכתיות

מימן, היסוד הנפוץ ביותר ביקום, הינו גז מבודד בתנאים רגילים, אולם בלחצים גבוהים הוא עשוי להפוך למוליך-על. כעת, מדענים במכון המחקר Carnegie בוושינגטון, ארה"ב, גילו תרכובת מבוססת-מימן שתוכל לסייע במחקר על צורות מתכתיות ומוליכות-על של מימן.

הממצאים פורסמו בכתב-העת Physical Review Letters וברשת בכתב-העת המדעי Physics.
מימן הוא הפשוט מבין היסודות – הוא מכיל פרוטון אחד ונויטרון אחד בלבד. מכיוון שמימן כה קל במשקלו, התיאוריה הקוונטית טוענת כי עדיין תהיה בו אנרגיה משמעותית גם כאשר הוא יקורר לטמפרטורות מאוד נמוכות. זוהי הסיבה לכך שמימן מתמצק רק בארבע-עשרה מעלות מעל האפס המוחלט.

מדענים חוזים כי ניתן יהיה לקבל מימן בצורה מתכתית, אולם הלחץ שיידרש לכך – כארבעה מיליון אטמוספרות – גדול אפילו מהלחץ הקיים במרכז כדור-הארץ. ע"י יצירת תרכובות של מימן הקשור ליסודות נוספים כגון צורן (סיליקון) ניתן לקבל צורות דחוסות ביותר של מימן ההופכות למתכתיות בלחצים הקיימים היום במעבדות מחקר. למעשה, צורן ארבע-מימני (SiH4) הופך למתכת בעשירית הלחץ הנדרש עבור מימן טהור ולמוליך-על במיליון אטמוספרות.

במאמר, החוקרים מציגים את תוצאות הניסויים בלחצים גבוהים של תערובת החומרים צורן ארבע-מימני ומימן טהור (SiH4 + H2). בלחץ של 7.5 גיגה פסקל הם גילו תרכובת חדשה – SiH4(H2)2 – שבה קשרי המימן חלשים במידה יוצאת דופן ועשויה להפוך למתכתית בלחצים גבוהים יותר.

המטרה העליונה של מחקרים אלו הינה לקבל תנאים שבהם המימן יהפוך למתכתי, ובתקווה גם למוליך-על, בלחצים הנמוכים מאלו הנדרשים עבור מימן טהור.

המאמר המלא בעיתון physics

8 תגובות

  1. לכל המגיבים.
    הצדק, באופן מפתיע, עם כולנו יחדיו:
    1) אכן, אטום המימן מכיל פרוטון ואלטרון אחד, ולא נויטרון. מקור השגגה במאמר המקורי עצמו ועל אחריותי המלאה. (ראו http://www.sciencedaily.com/releases/2009/08/090803110950.htm)
    2) לגבי הלחץ – אכן אטמוספירה הינה השיטה הרווחת יותר בציבור, למרות שפסקל הינה השיטה התקנית עבור המדענים.
    3) אני מודה לכם על התענינותכם בידיעותי המדעיות.

  2. Can someone please send me a link
    with information on how energy turns into matter?
    what is happening in between Elementary particles and energy form?
    i need it for school project please help
    my email [email protected]
    Cheers

  3. בסה"כ היתה פה פליטה רדיואקטיבית ובמקום אלקטרון נכתב ניוטרון, מעניין מה פרויד היה אומר על זה.

  4. אייל,
    אתה לחלוטין צודק ואני מסכים איתך שיש לד"ר נחמני אחלה כתבות מעניינות מדי יום. גם אני קורא באדיקות. אין תגובות, כך נדמה לי, משום שהד"ר לא נוהג לענות לשאלות מתבקשות על כתבותיו. ודאי אדם עסוק מאוד ואת שרותו לידען עושה במעט הזמן הפנוי שיש לו. יחד עם זאת, למדנו עם הזמן שאין טעם לשאול או להגיב כשאין התיחסות מצד הכותב. אינני מאשימו חלילה – חוסר הזמן הוא דבר ברור ומובנה בעולמנו כמו שהו

  5. תיקון כתיב קל-פסקה שלישית שורה שנייה: במרכז, ולא ב-מרכב.

    הראל ועמי, צודקים. אך למען הדיוק, פרוטון עם אלקטרון זה האיזוטופ הנפוץ הקרוי מימן. דר.נחמני תיאר שלא כמקובל איזוטופ פחות נפוץ בטבע, אבל אולי ככל הנראה נפוץ יותר בעבודתו/תחום עיסוקו.

    דר.נחמני,

    מעבר לאמור, אחלה ידיעות אתה מביא. אמנם אין בדרך כלל תגובות לידיעות, אך אני יכול להעיד על עצמי שאני קורא את רובן, גם אם לא מגיב, ומרוצה. רוצה לומר, תמשיך להביא ידיעות מסוג זה, על-אף ה"התעלמות" מצידנו הקוראים.

  6. למיטב ידיעתי פרוטון ונויטרון אחד זה דאוטריום (איזוטופ של מימן).
    הייתי ממליץ להבא להשתמש ביחידות זהות לכול אורך המאמר (אטמוספרה מול פסקל) וכן להגדיר מושגי יסוד כמו "מתכת" לרווחת הקורא שאינו כימאי.

    בברכה,
    עמי בכר

  7. אני חושבת שקצת התבלבלת למימן יש פרוטון אחד ואלקטרון אחד, אין לו נויטרונים למעט האיזוטופים שלו.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

דילוג לתוכן