Создана модель для изучения водорода на Юпитере

Создана модель для изучения водорода на Юпитере

Некоторые эксперименты действительно трудно выполнить на практике. Чтобы получить детальное представление о поведении молекулярного водорода (H2), например, мы должны были бы производить такие высокие давления, как те, которые происходят в ядре газовых планет, таких как Юпитер и Сатурн или внутри звезд.

Если такие условия не могут быть созданы, следует использовать другой метод, чтобы имитировать поведение водорода на компьютере, однако модель должна быть точной. Группа ученых-исследователей из Международной школы передовых исследований (International School for Advanced Studies – SISSA) в Триесте использовала имитационную модель, которая  является гораздо более точным методом, чем те, которые применялись ранее. Для подтверждения своей гипотезы о поведении водорода, ученые провели эксперимент.

"Мы работали над созданием этого метода моделирования в SISSA последние десять лет. Это очень точный метод, основанный на методе квантового Монте-Карло-семейства алгоритмов, но, как правило, ограничивается небольшим числом частиц. Мы же  разработали метод для рассмотрения большого количество атомов и получили почти реалистичную ситуацию , что стало большим преимуществом нашего метода", – объясняет Сандро Сорелла, профессор SISSA и соавтор исследования.

"Мы использовали моделирование, чтобы проверить прогноз Вигнера и Хантингтона", – добавляет Гульельмо Маццола, соавтор статьи.

В 1935 Юджин Вигнер и Хиллард Белл Хантингтон предположили, что при очень высоких давлениях, когда водород делает переход от молекулярной фазы в атомную фазу (когда атомы находятся так близко друг к другу, что молекулярные структуры больше не могут быть различимы), водород приобретает металлические свойства.

"В последние годы, попытки проверить эту гипотезу экспериментально и теоретически давали противоречивые результаты в отношении давления, необходимого для достижения металлизации. Наше моделирование в жидкой фазе показывает, что мы, конечно, очень далеки от того, чтобы наблюдать этот переход экспериментально. По нашим данным, металлизация может иметь место только при давлениях, приближающихся к 500 ГПа. Это огромное значение, которое происходит только в самых внутренних слоях газообразных планет и не может быть достигнуто с имеющимся в настоящее время экспериментальным оборудованием", – комментирует Маццола.

"Детальное понимание фазовой диаграммы водорода важно не только для исследований в области астрофизики, но и для понимания того, как этот элемент действует и, например, при каких условиях он становится сверхпроводником", – заключает Sorella.

Исследование было проведено в сотрудничестве с передовым исследовательский институтом AICS - Riken в Токио, в котором содержатся вычислительные ресурсы одного из самых мощных суперкомпьютеров в мире – K-computer.

Newsland.ru

Похожие новости:
Физики получили фазу-предшественник металлического водорода
Физики из Университета Эдинбурга получили новую фазу сверхвысокого давления для водорода — «фазу-V». По словам ученых, в ней наблюдается ослабление связи водород-водород и, возможно, она является переходным состоянием к фазе металлического водорода. Наблюдается переход при давлении 3,25 миллиона атмосфер — такие ..
2016-01-10 1720 0 Научные открытия
1
Получен «святой Грааль физики»
Ученые из Гарвардского университета (США) впервые, по их словам, могли наблюдать фазовый переход Вигнера-Хантингтона, свидетельствующий об образовании металлического водорода. Соответствующее исследование опубликовано в журнале Science, кратко о нем сообщает EurekAlert!«Это святой Грааль физики высоких давлений, — сказал соавтор ..
2017-01-29 8975 0 Научные открытия
0
Физики впервые измерили гравитационную массу антивещества
Исследовательская команда из CERN, работающая с Antihydrogen Laser Physics Apparatus (ALPHA), сообщает о первом прямом измерении воздействия гравитационного эффекта на антиматерию, а именно - антиводорода в свободном падении. "Атомы обычной материи падают вниз, значит ли это, что атомы антиматерии падают ..
2013-05-2 2260 0 Научные открытия
0
Число Пи нашли в квантовой механике
Физик Карл Хаген и математик Тамар Фридман из Рочестерского университета в штате Нью-Йорк вывели формулу для числа Пи из квантовой механики. Результаты своих исследований авторы опубликовали в Journal of Mathematical Physics. В своей работе ученые использовали вариационный принцип для определения ..
2015-11-12 2746 0 Научные открытия
3
Ученые впервые получили металлический водород
Ученым из Германии и США удалось сжать до состояния металла жидкий дейтерий (изотоп водорода). Это новый шаг на пути к созданию твердого металлического водорода, сообщается в журналеScience. В 1935 году Хиллард Хантингтон и Юджин Вигнер выдвинули теорию, по которой для получения металлического водорода ..
2015-07-01 7511 0 Научные открытия
1
Ученые получили кристаллы из фрагментов молекул ДНК
Ученые США научились получать кристаллы на основе трехмерных структур из фрагментов молекул ДНК, сообщают авторы разработки. Такие кристаллы могут применяться, в частности, для синтеза новых наноматериалов для микроэлектроники и медицинских препаратов. Ведущий автор исследования, профессор Нед Симан (Ned ..
2012-09-23 1911 0 Научные открытия
0
Нейтринный телескоп применили для изучения осцилляций
Физики применили нейтринную обсерваторию IceCube для изучения нейтринных осцилляций на высоких энергиях. Об этом представители проекта рассказали на 25-й Международной конференции по нейтринной физике и астрофизике в Киото. Краткое изложение доклада приводит Nature News. Обсерватория предназначена для регистрации космических ..
2012-06-7 1819 0 Научные открытия
0
В ЦЕРНе с новой точностью измерили заряд антиводорода
Коллаборация ALPHA в ЦЕРНе провела измерение заряда антиводорода с точностью до восьмого знака после запятой. Работа ученых опубликована в журнале Nature Communications, кратко с ней можно ознакомиться на сайте ЦЕРНа. В своем эксперименте ученые изучали траектории атомов антиводорода, ..
2014-06-04 1877 0 Научные открытия
0
Учёные предложили графан для транспортировки водорода
Физики из Троицка изучили материал, способный адсорбировать водород в значительных количествах, намного превышающих критерии Министерства энергетики США. В перспективе открытие может быть полезно для более выгодной транспортировки водорода, который становится всё более популярен в качестве альтернативного ..
2012-09-2 1913 0 Научные открытия
0
Физики сфотографировали атом водорода
Группа ученых из Германии, Греции, Нидерландов, США и Франции получила снимки атома водорода. На этих изображениях, полученных при помощи фотоионизационного микроскопа, видно распределение электронной плотности, которое полностью совпадает с результатами теоретических расчетов. Работа международной группы представлена ..
2013-05-27 2617 1 Научные открытия
0
Физики вновь озадачены результатами измерений протона
Очередные попытки измерить размер протона поставили ученых в тупик. Результаты вновь оказались отличными от предыдущих, полученных при использовании других методов, и причины этих различий ученые найти не могут. В этот раз физики измерили размер протона при помощи метода ..
2014-01-15 2884 3 Научные открытия
3
В жидкой воде нашли квазичастицы твердых тел
Исследователи из Университета Стоуни-Брук с помощью компьютерного моделирования показали, что вода по своим молекулярным свойствам больше похожа на лед, чем считалось ранее. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.Твердые тела и жидкости отличаются друг от друга рядом свойств. Одно ..
2016-01-26 1951 0 Научные открытия
0
Физики: механизм реакции ультрахолодных атомов
Результаты исследования физиков Университета штата Канзас помогли ученым точно предсказать ранее непредсказуемое. Юйцзюнь Ван, научный сотрудник Лаборатории Джеймса Р. Макдональда при Университете штата Канзас, и Поль Жюльенн из Университета Мэриленда теоретически спрогнозировали механизм химических ..
2014-08-27 2137 0 Научные открытия
0
Физики заявили о создании твердого металлического водорода
Физики из Гарвардского университета впервые синтезировали металлический водород. Чтобы добиться этого, ученые сжали водород в алмазной наковальне под давлением почти в 5 миллионов атмосфер и охладили до 5,5 кельвина. Теоретики предсказывают, что материал может оказаться комнатнотемпературным сверхпроводником, а также обладать ..
2017-01-29 11297 0 Научные открытия
0
В CERN получили антиводород
Ученым из Европейского центра ядерных исследований (CERN) в рамках эксперимента ASACUSA впервые удалось получить антиводород. Об этом сообщается на сайте центра. Статья ученых появилась в журнале Nature Communications. В эксперименте антипротоны, из замедлителя AD, смешивают с позитронами (антиэлектронами) в специальной ..
2014-01-22 2328 1 Научные открытия
0