Sciencemag.cz
Doporučujeme
Molekula vodíku H2 může existovat v podobě ortho (jádra atomu v molekule mají stejný spin) nebo para (opačný spin). Některými vlastnostmi, např. elektrickou či tepelnou vodivostí, se oba izomery vodíku od sebe liší. Podíl obou těchto forem závisí mj. na teplotě, obě formy vodíku na sebe tedy mohou přecházet, i když obvykle pomalu.
Na University of Bayreuth se nyní soustředili na to, jak se izomery vodíku chovají za velmi vysokého tlaku. Závěr má znít, že obě formy se stanou nestabilní a při tlaku asi 70 GPa (stovky tisíc atmosfér) přestanou existovat jako rozlišitelné stavy.
Výzkum má mít význam s ohledem na to, že v této podobě (stále ale ještě jako plyn) by se vodík mohl vyskytovat někde ve spodních vrstvách atmosféry na Jupiteru i na dalších obřích planetách. Směs ortho a para vodíku v různých poměrech se od nerozlišitelného stavu odlišuje např. z hlediska magnetických vlastností – podoba magnetického pole Jupiteru tedy závisí na i formě zdejšího vodíku.
Chování jednotlivých izomerů vodíku v extrémních podmínkách představuje zajímavý problém i z hlediska samotné kvantové mechaniky.
Thomas Meier et al. Nuclear spin coupling crossover in dense molecular hydrogen, Nature Communications (2020). DOI: 10.1038/s41467-020-19927-y
Zdroj: University of Bayreuth / Phys.org a další
Poznámky PH:
Není úplně jasné, co znamená ona „nerozlišitelnost stavů“, když stále spin obou jader v molekule může být buď stejný, nebo opačný – že na sebe ortho a para vodík přecházejí zcela volně (nulová energetická bariéra apod.?).
Existuje i ortho a para voda, které se od sebe mírně odlišují:
Viz také: Srovnáváme ortho a para vodu
Mimochodem, ortho a para forma je známa i u molekuly těžkého vodíku – deuteria – D2.
