¿Por qué es metálico hidrógeno se considera como una forma de materia degenerada, similar a la de neutronium y de electrones degenerados importa? Entiendo que para los otros dos, la degeneración de la presión es la única fuerza que lucha contra el interior de la gravedad de estrellas muy masivas, pero, ¿cómo este concepto también se aplica a super a presión de hidrógeno? Además, ¿por qué habría de ser apoyado por la degeneración de la presión hacen que el hidrógeno metálico en la naturaleza?
Respuesta
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Rob Jeffries
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Si usted aplastamiento de hidrógeno a muy altas densidades, el principio de exclusión de Pauli evitará que los electrones en el material a ocupar el mismo estado cuántico. Los electrones obedecen Fermi-Dirac estadísticas y van a ocupar plenamente unidos a la energía de Fermi - que aumenta a medida que la densidad aumenta.
Presumiblemente en metálico de hidrógeno, lo que pasa es que las energías de Fermi aumentar significativamente por encima de cualquier energía de enlace con los protones y por lo tanto los electrones esencialmente se convierten en un degenerado de electrones libres de gas. La conductividad de un gas sería muy altos, ya que los electrones degenerados tienen muy largo de caminos libres.
Por otro lado, si la temperatura de los protones es razonablemente bajo, entonces puede ser posible para confinarlos en un entramado gobernado por fuerzas de Coulomb.
La combinación de estas dos cosas puede ser considerado como "metálico" de comportamiento. Un líquido metálico hidrógeno sería aquella en la que la proporción de Coulomb a la energía térmica en los protones no era lo suficientemente alta como para "cristalizar".
Los papeles que he visto hablar acerca de una posible transición que está teniendo lugar en cientos de GPa a 300K. Si esto fuera un gas perfecto de los átomos de hidrógeno, el electrón número de densidad sería $\sim 10^{31}$ m$^{-3}$, con un Fermi de la energía cinética de $3\times 10^{-17}$ J (187 eV). La degeneración de los parámetros, $E_F/kT \sim 7000$, representaría una forma muy degenerada de gas.
Así que la respuesta a tu pregunta es que es la degeneración de electrones que puede dar de hidrógeno "metálico" propiedades, sino para hacer que los electrones degenerados que usted necesita conseguir a muy alto número de densidades y para hacer esto usted necesita para aplastar a los gases.
