記者從中科院合肥研究院獲悉，該院固體所計(jì)算物理團(tuán)隊(duì)王賢龍研究員與江蘇師范大學(xué)李印威教授合作，采用第一性原理方法、基于粒子群優(yōu)化算法的全局結(jié)構(gòu)搜索方法和分子動力學(xué)方法研究了高壓下氨-氦化合物的物性，預(yù)測了系列穩(wěn)定的氨-氦高壓化合物，指出氦并不像人們普遍認(rèn)為的只能夠存在于天王星和海王星的大氣中，也可能大量存在于其上地幔中。相關(guān)成果日前發(fā)表在《自然-通訊》上。?

氦是宇宙中含量第二的元素，占宇宙總質(zhì)量的23%，僅次于氫。氦是一種惰性氣體元素，很難與其他元素形成化合物，地球上的氦主要以氣體形式存在于天然氣和放射性礦石中，含量非常稀少，屬于稀有氣體。研究發(fā)現(xiàn)天王星和海王星的大氣中存在大量氦氣。因?yàn)楹な嵌栊詺怏w元素，所以人們普遍認(rèn)為在天王星和海王星等冰巨星的地幔中是不存在氦元素的。?

科研人員通過計(jì)算模擬得到了氨-氦在0～300GPa和0～5000K溫壓條件下的相圖，結(jié)果顯示，氨和氦在9GPa壓力下就能形成穩(wěn)定的(NH3)2He化合物，在9～300GPa的壓力范圍內(nèi)可以形成四種穩(wěn)定的氨-氦化合物。有趣的是氫、氦和氮隨著溫度的升高會依次進(jìn)入快速移動狀態(tài)，展現(xiàn)出豐富和復(fù)雜的相變行為。并且這種相在天王星和海王星的下地幔溫壓范圍內(nèi)也能夠以超離子態(tài)與液態(tài)混合的形式存在，說明氦也可能普遍存在于天王星和海王星的上地幔中。

這項(xiàng)研究加深了對高壓下氦化合物結(jié)構(gòu)和物性的認(rèn)識，對人類認(rèn)知冰巨星具有重要意義。?