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CORDIS - Resultados de investigaciones de la UE
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The Metallization Conditions of Element One

Descripción del proyecto

Determinar cuándo el hidrógeno se vuelve metálico

El elemento más ligero de la tabla periódica, el hidrógeno, es la sustancia química más abundante en el universo. El hidrógeno metálico se encuentra en las profundidades de Júpiter. Hace ochenta años, los científicos predijeron que este estado metálico también podría lograrse a temperaturas más bajas. Gracias a los avances en la mecánica cuántica, se espera que el hidrógeno metálico muestre toda una serie de propiedades fascinantes a alta presión. En el proyecto MetElOne, financiado con fondos europeos, se llevará a cabo un novedoso programa de investigación sobre el hidrógeno para aportar información nueva sobre uno de los problemas no resueltos más fundamentales de la física de la materia condensada: la metalización del elemento uno. En concreto, se analizará el diagrama de fase y se identificarán las condiciones de presión y temperatura en las que el hidrógeno se vuelve metálico en los estados sólido y fluido.

Objetivo

Element number one, hydrogen, is the simplest and most abundant element in the universe. The relative abundance is reflected in the gas giant Jupiter, where under extreme pressures and temperatures, hydrogen exists in a dense metallic fluid state. In 1935, it was predicted that such a metallic state could also be realised at considerably lower temperatures, whereby the quantum molecular solid would dissociate under compression into an atomic metal. With the development of modern quantum mechanics, this metallic state of hydrogen is now expected to exhibit a whole host of fascinating properties at high pressure, from room temperature superconductivity, to a novel superfluid liquid ground state. The pursuit of these phenomena has been the principal scientific driver in high-pressure research and inspires many from interdisciplinary fields of science. In the eight decades that have passed since the initial prediction, there has been a vast amount of interesting phenomena discovered experimentally. Breakthroughs in diamond anvil experiments in the past five years have led to the discovery of two novel solid phases, suggesting that we are tantalizingly close to the metallization conditions, but at the limit of what can be currently achieved. For now, the metallic state remains elusive. I propose a novel hydrogen research program that will combine complex diamond sculpting, time resolved spectroscopy and novel fast compression techniques to extend the pressures achievable in static compression experiments. Using these state-of-the art diagnostics, I will explore the phase diagram and pinpoint the P-T conditions at which hydrogen becomes metallic in the solid and fluid states. With my experience in ultra-high pressure studies of hydrogen, together with resources unmatched anywhere else, the project promises to resolve many outstanding questions surrounding one of the most fundamental unsolved problems in condensed matter physics: the metallization of element one.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

ERC-STG - Starting Grant

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2020-STG

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Institución de acogida

THE UNIVERSITY OF EDINBURGH
Aportación neta de la UEn
€ 1 499 365,00
Dirección
OLD COLLEGE, SOUTH BRIDGE
EH8 9YL Edinburgh
Reino Unido
Región
Scotland Eastern Scotland Edinburgh
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 1 499 365,00

Beneficiarios (1)