氢是宇宙中最常见的元素。它决定了恒星和行星的特性，对地球上的生命至关重要——尤其是因为它在气候中性能源供应中的作用。一代又一代的物理学和化学科学家在实验和计算机模拟的帮助下对氢进行了非常深入的研究。尽管氢原子的结构非常简单——一个氢原子只由一个电子和一个质子组成——但它的许多性质仍然没有得到明确的阐明。
现在，来自Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU)和Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)的一个研究小组预测了氢的另一个令人惊讶的特性:这种元素在高压下压缩时会表现出不寻常的“类似于roton的行为”。例如，x射线被致密的氢以一种不同寻常的方式散射。
在这个过程中，x射线光子向电子传递能量，传递的动量越大，传递的能量就越大。另一方面，在致密氢中，能量也会随着动量传递的增加而减少。这些结果发表在最新一期的《物理评论研究》杂志上，并被编辑们作为“编辑建议”加以突出。
这种现象以前只在完全不同的系统中发现过，比如在接近绝对零度的所谓玻色流体中。这样的液体是超流体，例如，量子效应发生在其中，它们不能再用经典的统计力学来描述。CAU理论物理和天体物理研究所的Michael Bonitz教授解释说:“氢的这种特性是由电子引起的，这些电子不受原子的束缚。”他领导了基尔大学的研究团队。
HZDR的托拜厄斯·多恩海姆博士描述了电子的行为:“如果氢被特定波长的x射线光子照射，电子可以异常地彼此靠近，甚至形成成对，尽管它们彼此排斥。”
在他们的计算机模拟中，研究小组已经准确地预测了这种旋转行为应该被观察到的参数。现在，实验物理学的研究人员要在实践中证明这一点。
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希望本篇文章《探索氢的新特性》能对你有所帮助！
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