金属水素について

質問

こんにちは。高校１年生のohohogirlです。

水素は高い圧力をかけると金属化すると言われています。その水素の金属かについて調べていたのですが、　　　

wikipediaという日本語版の百科事典には「水素を非常に高い圧力下に置くと金属化すると考えられている。しかしながら、2003年現在、数百GPa（100GPa = 100万気圧）のオーダーで圧力を加える実験が行われているが、まだ水素の金属化は起こっていない。」とあります。

しかし、Lawrence Livermore National Laboratory(ラウレンス・ライブモアー研究所）のページには1.4 Mbarで３０００Kで水素が金属になるとかいてありました。

どちらが本当なのでしょうか？

ちなみに、ラウレンス・ライブモアー研究所のページは英語だったので私の翻訳が正確ではない、ということも考えられる。

回答No.3

apple-man · ベストアンサー

＞木星内部について調べていて、木星の内側は液体金属水素でできているということになっています。それを確かめたくて調べていたのですが、

　水素に高圧をかけるといのは、もともと
１９６０年代に、水素に高圧を加えると
超電導体になると言った人がいて、
そこから始まった事だったと思います。

＞高校１年生のohohogirlです。

　だとちょっと難しい話かもしれませんが、
電気を通す無機物質は大きくわけて４種類ある
んです。
１）導体（金属）
２）半導体
３）超電導体
４）半金属

　ですから電気が通ったからと
言って、単純に金属状態だとは言えない
んです。
　４種類の物質は電気抵抗の大きさが
違うので、ローレンスリバモアの人たちは、
電気抵抗の大きさ（オーダー、桁数）が
金属程度だということを理由に挙げて
いたと思いますが、特殊な条件で測定
してますから、何らかの測定誤差が
含まれている可能性が否定しきれない
んです。

　中身を確認していないのですが、
参考ＵＲＬにある「超高圧の世界」
という本が参考になるのではないかと
思います。（もう読んでいらっしゃる
かもしれませんが）

参考URL：

http://www.iwanami.co.jp/.BOOKS/01/8/0111720.html

回答No.2

apple-man

象をさわる盲目の人たちの話みたですね。
両方ともある意味正しいようです。

　つまり３０００Kといった高温では金属に
なることが確認された（と報告された）のですが、
室温からさらに下の低温での実験に成功していない
んです。

　後、大きな声では言えませんが（笑）、
有名な研究所の研究員が、研究継続の予算を獲得
するために、データをでっち上げると
いう事もあり、超高圧実験のように、
誰でも簡単に追試実験できるような実験でない
場合、ウソである証拠を他人がつかむのは
殆ど不可能な場合もあります。

　その場合、直接その実験結果はウソだと
言えないものの、理論面の検証や、他の
類似の実験結果から、成功したという報告を
無視する場合もあります。

＞ラウレンス・ライブモアー研究所

　英文を、和文の参考書なして読んだんですね。
立派です。和訳ではローレンスリバモアと
書かれることが多いです。

　ローレンスリバモアでは、衝撃波を使って
瞬間的に水素を高圧状態に持っていく方法を
とっているため、圧力と共に温度上昇も大きく、
装置の工夫から、この温度上昇を比較的
小さく抑えた条件で、電気抵抗が金属程度まで
下がったことを金属化成功の理由として挙げて
います。
　しかし、金属化に成功したと言うには、
温度変化に対する電気抵抗の変化も
金属的なはずで、その部分の証明が
不十分と思われているわけです。

　そこでローレンスリバモアの人たちは
成功したと言っている一方で、証拠
不十分で疑わしいし、低温でうまく行かないのに
本当に高温で成功したの？と考えている人たちも
いるわけです。

お礼

回答ありがとうございました。

『ローレンスリバモアでは、衝撃波を使って
瞬間的に水素を高圧状態に持っていく方法を
とっているため、圧力と共に温度上昇も大きく、
装置の工夫から、この温度上昇を比較的
小さく抑えた条件で、電気抵抗が金属程度まで
下がったことを金属化成功の理由として挙げて
います。
　しかし、金属化に成功したと言うには、
温度変化に対する電気抵抗の変化も
金属的なはずで、その部分の証明が
不十分と思われているわけです。』

↑なるほど。といいたいところですが、分からないところがあります。説明は分かりやすいのですが、私の知識も、頭もまだ、この文章を理解するまでにいたっていません。後で、単語など調べてみます。

データーでっち上げということも考えられる（アメリカはやりそうだ）自分で実験して、証明できないって、悲しいです.....

　この質問をした後もいろいろ金属水素について調べてみたのですが、情報がみんな違っていていました。

　あるページでは金属化は３００００kで起こるとかいてあり、他のページでは３０００Kでおこる。また、別のページでは知らない符号や、数字がでてきて、すっかり、パニック状態です（笑）。

今、木星内部について調べていて、木星の内側は液体金属水素でできているということになっています。それを確かめたくて調べていたのですが、まだ、長くかかりそうです。

回答ありがとうございました。

ohohogirl

ローレンスリバモアと読むんですね。ラウレンス・ライブモアーなんて、調べもしないで読んじゃって（笑）

回答No.1

tomato5656

＞　Lawrence Livermore National Laboratory(ラウレンス・ライブモアー研究所）のページには1.4 Mbarで３０００Kで水素が金属になるとかいてありました。

研究所のどこのページか分からなかったので確認できませんでしたが、いつ論文を出したか調べたらいいかと。2003より前なら明らかに翻訳間違いでしょう。
ただ、「ん？」と思ったのは、３０００Ｋって高すぎるかと・・・。超伝導と関係があるという説もあるらしいし。