科學家將宇宙最頑固的元素之一哄騙到新化合物中。
在巨大的壓力下形成新發現的化合物研究人員報告2月25日報告物理評論信。該化合物加入了一系列材料清單，這些材料融合了通常的無反應元件，並表明早期太陽系的氦氣可以存儲在構成地球核心的鐵中。
氦是元素週期表上反應性最低的元素之一。像其他貴重氣體一樣，氦氣不容易獲得或失去電子，因此通常不會形成化合物。但是在極高的壓力下，氦氣可以與其他一些元素相互作用，包括氮和研究表明，現在是鐵。
為了製造新的鐵化合物，東京大學的物理學家Kei Hirose及其同事將鐵和氦一起在鑽石砧室中擠壓，這是一種高壓裝置，這是一種高壓裝置，使這些元素承受著大於50,000個地球大氣層的壓力，並且溫度超過1,000攝氏度。這種壓縮形成了包含鐵和氦的晶體。
團隊發現，形成的晶體的體積大於在相同壓力下純鐵晶體的體積。研究人員將這種增加歸因於氦離子堆積到間質位點，這是晶體中鐵原子之間的微小空間。但是氦原子並不能直接與鐵粘合 - 即使在極端條件下，它們也沒有反應。
“氦氣很高興。它不想共享電子。”紐約州立大學布法羅州立大學的化學家Stefano Racioppi說。但是它仍然可以參與“沒有化學鍵的化學”來形成這些有序的晶體化合物。
Hirose說，新化合物可以幫助解釋地球內部的氦氣觀察結果。地球的大部分氦原子都有兩個中子，並從鈾等元素的放射性衰減中形成。但是有些僅用一個中子釋放氦原子。這些原子首先在大爆炸之後不久形成。當地球形成時，地球撿起了這種“原始”氦氣。
它因岩漿的損失表明，地球上有一個原始氦氣的深層儲層，而新化合物表明，地球富含鐵的核心可以容納一些氦氣。但是，團隊將需要其他實驗來確定氦氣是否更有可能居住在地球核心或地幔中。
Hirose說：“岩漿，矽酸鹽融化和金屬鐵之間的氦分配確實是關鍵。”如果氦在鐵中比在地幔中發現的矽酸鹽更穩定，那表明氦氣更有可能駐留在核心中，反之亦然。
計算物理學家羅納德·科恩（Ronald Cohen）同意。 “我不會說這是地球核心中有氦氣的證據，但這表明這是可能的，”華盛頓特區卡內基科學學院的科恩說。
除了地球物理的影響外，這些發現還可以進一步擴大貴重氣體化學。諾斯里奇加州州立大學的化學家Maosheng Miao說：“我想看看這對鐵是獨一無二的，還是可能發生在其他過渡金屬上。”他說，形成其他氦金屬化合物可能會導致“我們從未想過的化學反應”。
