Letter 物理：第一原理計算から予測される金属水素の量子流体 2004年10月7日 Nature 431, 7009 doi: 10.1038/nature02968 固体水素は十分高い圧力でアルカリ金属型の結晶に転移すると一般に考えられている。しかし、いくつかの理論モデルは、圧縮した水素が低温で異常な2成分（陽子と電子）の金属流体、あるいは、場合によっては絶対零度で液体基底状態を形成するかもしれないことを示している。このような物質の新しい状態が存在するかどうかは、融解温度−圧力曲線（融解線)に極大が現れるかどうかで判断できる。今まで最高44 GPaの圧力まで行われたいくつかの水素融解線の測定では、この極大の存在に関して対立する結論が得られている。本研究では、第一原理計算を行い、この融解線を最高200 GPaまで決定した。分子間相互作用を微妙に変化させると、90 GPa以上で融解線が下向きに傾斜すると予言した。これは、固体水素が圧縮されると、単原子結晶になる前に低温量子流体へ転移することを意味する。新しく得られた水素とその同位体の低温相図は、（唯一、絶対零度で液体になることが分っている）3Heと4Heのよく知られた相といくつかの似た点を見せるが、水素には長距離クーロン相互作用が存在し、その成分質量比が大きいため、極めて異なる性質が生じると考えられる。 Full Text PDF 目次へ戻る
