|
Газовые гиганты Юпитер и Сатурн. Фото NASA.
|
Внутри газовых гигантов, таких как Сатурн и Юпитер, гелий присутствует в особом состоянии жидкого металла, то есть он течет и проводит электрический ток. Это удалось доказать ученым из Университета Беркли с помощью компьютерного моделирования. Работа авторов опубликована в журнале
Proceedings of the National Academy of Sciences.
При нормальном атмосферном давлении гелий представляет собой прозрачный газ без цвета и запаха, который не проводит электрический ток. Численное решение квантовых уравнений состояния вещества с помощью компьютера показало, что в недрах газовых гигантов (давление 12 миллионов атмосфер, температура от 10 до 20 тысяч градусов по Цельсию) он находится в жидком состоянии и обладает проводимостью. Гелий составляет от пяти до десяти процентов материи Вселенной, однако до этого исследования ученые считали, что в металлическом виде он встречается достаточно редко.
Полученные результаты вступают в противоречие с традиционной теорией. Считается, что чем выше температура, тем сильнее колеблются атомы вещества, препятствуя движению электронов. Однако при большом давлении был обнаружен следующий эффект атомы начинают колебаться настолько сильно, что "теряют" свои электроны. Образуются так называемые дырки. Если к гелию в таком состоянии приложить напряжение, то электроны, начинают двигаться скачками: они заполняют дыры ближайшего атома, который, в свою очередь, скидывает их в сторону следующего атома с дырками и так далее. Возникает движение заряженных частиц, то есть ток.
Ученые надеются, что новые результаты помогут лучше понять термическую эволюцию газовых гигантов, поскольку объясняют их состав.
