2025年5月14日，国际权威学术期刊《自然》发表一项重大突破：由中国科学家领衔的国际团队用X射线纳米探针首次“看见”固体氢的复杂晶体结构，这是目前世界上固体氢的最精细结构。以下是对该成果的具体介绍：研究背景：氢在常温常压下以气体状态存在，高压下会结晶为固体，而超高压下固体氢的原子排列方式长期以来是未解之谜。金属氢具有极高的能量密度，是氢核聚变的理想原料，应用潜力和战略意义巨大，被称为“高压物理的圣杯”。研究固体氢是找到金属氢的必经之路，晶体结构的研究是金属氢研究的核心，因为金属氢的奇异特性取决于其特殊的原子排列。研究过程：科学家将两颗超锋利的金刚石尖对尖，挤压中间的氢分子，加压到数百GPa。然后用高亮度的X光穿透金刚石照射在高压氢上，X光与高压氢相互作用，就好比给固体氢“拍照片”，从而得以窥见原子的排列方式。研究成果：压力升高会使氢的晶体结构趋于复杂。气体氢的分子随机散落在空间中，当压力升高到5GPa时，氢分子像跳棋子一样层层排列，形成固体氢；压力再升高到212-245GPa时，一部分氢原子会形成蜂窝状排列，固体氢呈现出更复杂的结构，即跳棋子和蜂窝间隔着层层叠起。研究意义：此次发现的固体氢处于气体氢变成固体氢之后、金属氢形成之前的高压状态，为理解金属氢的形成路径与机制提供了关键依据。
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