Description du projet
Préciser le moment où l’hydrogène devient métallique
Élément le plus léger du tableau périodique, l’hydrogène est la substance chimique la plus abondante dans l’univers. On trouve de l’hydrogène métallique au plus profond de Jupiter. Il y a 80 ans, les scientifiques ont estimé que cet état métallique pouvait également être réalisé à des températures plus basses. Avec les progrès de la mécanique quantique, l’hydrogène métallique est susceptible de présenter une série de propriétés fascinantes à haute pression. Le projet MetElOne, financé par l’UE, mènera un nouveau programme de recherche sur l’hydrogène afin de faire la lumière sur l’un des problèmes les plus fondamentaux non résolus de la physique de la matière condensée: la métallisation de l’élément un. Plus précisément, il explorera le diagramme de phase et mettra en évidence les conditions de pression-température auxquelles l’hydrogène devient métallique à l’état solide et fluide.
Objectif
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.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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ERC-STG - Starting GrantInstitution d’accueil
EH8 9YL Edinburgh
Royaume-Uni