鈉是一種白色的輕金屬，非?；钴S，甚至到了危險(xiǎn)的程度。它的熔點(diǎn)是371開(kāi)爾文（98℃），但研究人員發(fā)現(xiàn)，如果施加足夠的壓力，鈉會(huì)在室溫下熔化。該研究表明，鈉及有關(guān)元素（如氫元素）在高壓環(huán)境下（如巨行星內(nèi)部）會(huì)表現(xiàn)出某些奇異的特性。
鈉元素完全符合人們給金屬下的定義：正電子秩序井然地排列在電子的汪洋大海中。除了氫原子，所有元素周期表上與鈉同族的元素——鋰、鉀、銫、銣——都具有這種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，被稱為“堿金屬”，具有獨(dú)特的可壓縮特性。物理學(xué)家推測(cè)，堿金屬在被壓縮時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)奇特的現(xiàn)象。
他們并沒(méi)有失望。在近日《物理學(xué)評(píng)論快報(bào)》刊登的一篇文章中，美國(guó)華盛頓市卡耐基研究院的濃縮物質(zhì)物理學(xué)家Eugene Gregoryanz及伊利諾伊州阿爾貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的同事們，報(bào)道了鈉在120萬(wàn)個(gè)大氣壓下的奇異表現(xiàn)。他們將一塊直徑約40微米的鈉置于金剛石砧臺(tái)上，并給其施加壓力。高壓能使大部分物質(zhì)在高溫下維持固態(tài)，鈉在某個(gè)臨界點(diǎn)到來(lái)前也遵從這一規(guī)律。但是，當(dāng)壓力達(dá)到30萬(wàn)個(gè)大氣壓時(shí)，鈉的熔點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)折，逐步降低，最終，當(dāng)壓力達(dá)到120萬(wàn)個(gè)大氣壓時(shí)，鈉的熔點(diǎn)降到了室溫。極少有物質(zhì)在壓力下熔點(diǎn)降低，處于如此重壓下的更是。例如，水在一個(gè)大氣壓的變化范圍內(nèi)會(huì)表現(xiàn)出這種特性。
X—射線衍射圖像表明，被極度壓縮的鈉原子排列成與低壓下截然不同的狀態(tài)。研究人員推測(cè)，隨著鈉塊被壓縮，這些原子必須為壓迫到更小空間里的自由電子騰出位置。
紐約州伊薩卡市康奈爾大學(xué)的致密物質(zhì)理論學(xué)家Neil Ashcroft表示：“我們都認(rèn)為，堿性金屬并不具備太多新的物理特性”。不過(guò)他補(bǔ)充說(shuō)，顯而易見(jiàn)，改變壓力“使它們的物理特性變得非常有趣”。他指出，如果鈉的表現(xiàn)是這樣，那么氫元素可能與此類似。宇宙的很大一部分是由氫元素組成的，與堿性金屬類似的氫元素可能深埋在恒星和類似木星的行星內(nèi)部。盡管地球上的研究人員不大可能給固態(tài)氫施加足夠的壓力，使其轉(zhuǎn)換成金屬元素，但研究高壓下的鈉元素可為了解氫元素的特性提供一些線索
鈉元素完全符合人們給金屬下的定義：正電子秩序井然地排列在電子的汪洋大海中。除了氫原子，所有元素周期表上與鈉同族的元素——鋰、鉀、銫、銣——都具有這種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，被稱為“堿金屬”，具有獨(dú)特的可壓縮特性。物理學(xué)家推測(cè)，堿金屬在被壓縮時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)奇特的現(xiàn)象。
他們并沒(méi)有失望。在近日《物理學(xué)評(píng)論快報(bào)》刊登的一篇文章中，美國(guó)華盛頓市卡耐基研究院的濃縮物質(zhì)物理學(xué)家Eugene Gregoryanz及伊利諾伊州阿爾貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的同事們，報(bào)道了鈉在120萬(wàn)個(gè)大氣壓下的奇異表現(xiàn)。他們將一塊直徑約40微米的鈉置于金剛石砧臺(tái)上，并給其施加壓力。高壓能使大部分物質(zhì)在高溫下維持固態(tài)，鈉在某個(gè)臨界點(diǎn)到來(lái)前也遵從這一規(guī)律。但是，當(dāng)壓力達(dá)到30萬(wàn)個(gè)大氣壓時(shí)，鈉的熔點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)折，逐步降低，最終，當(dāng)壓力達(dá)到120萬(wàn)個(gè)大氣壓時(shí)，鈉的熔點(diǎn)降到了室溫。極少有物質(zhì)在壓力下熔點(diǎn)降低，處于如此重壓下的更是。例如，水在一個(gè)大氣壓的變化范圍內(nèi)會(huì)表現(xiàn)出這種特性。
X—射線衍射圖像表明，被極度壓縮的鈉原子排列成與低壓下截然不同的狀態(tài)。研究人員推測(cè)，隨著鈉塊被壓縮，這些原子必須為壓迫到更小空間里的自由電子騰出位置。
紐約州伊薩卡市康奈爾大學(xué)的致密物質(zhì)理論學(xué)家Neil Ashcroft表示：“我們都認(rèn)為，堿性金屬并不具備太多新的物理特性”。不過(guò)他補(bǔ)充說(shuō)，顯而易見(jiàn)，改變壓力“使它們的物理特性變得非常有趣”。他指出，如果鈉的表現(xiàn)是這樣，那么氫元素可能與此類似。宇宙的很大一部分是由氫元素組成的，與堿性金屬類似的氫元素可能深埋在恒星和類似木星的行星內(nèi)部。盡管地球上的研究人員不大可能給固態(tài)氫施加足夠的壓力，使其轉(zhuǎn)換成金屬元素，但研究高壓下的鈉元素可為了解氫元素的特性提供一些線索