Прорив у фізиці твердий металевий водень, можливо, став реальністю
Вчені з Гарвардського університету стали винуватцями великого наукового переполоху, повідомивши про отримання стабільного зразка металевого водню. Результати нового дослідження викликають багато питань, але, якщо вченим мужам вдасться отримати їх підтвердження, відкриття буде мати величезне значення для людства.
У 1935 році фізики-теоретики вперше передбачили можливість переходу хімічного елемента водню в металевий стан при тиску 25 гігапаскалів (такого роду значення характерні для надр планет). Однак подальші розрахунки і численні експерименти зі стиснення газу показали, що умови, необхідні для утворення самого рідкісного металу у Всесвіті, повинні бути набагато більш екстремальними.
У новій роботі Ісаак Сільвера (Isaac Silvera) і його колеги використовували осередок з алмазними ковадлами. Ця конструкція являє собою крихітну камеру діаметром менше міліметра, яка стискається з двох сторін особливим чином обробленими конічними синтетичними алмазами. Завдяки винятковій міцності цього матеріалу, в робочій області може бути створено тиск в кілька мільйонів атмосфер. Крім того, крізь прозорі камені можна спостерігати, що відбувається всередині.
Вчені наповнили камеру воднем і створили всередині тиск в 495 гігапаскалів, що перевищує тиск в центрі земного ядра. В результаті молекули водню зблизилися настільки, що розпалися на атоми. При цьому їх ядра вишикувалися в решітку і втратили електрони, які стали безладно рухатися всередині, як в будь-якому іншому металі.
"Це святий Грааль фізики високих тисків, - каже Сільвера в прес-релізі університету. - Це перший зразок металевого водню на Землі, тому, коли ви дивитеся на нього, ви дивитеся на те, що ніколи раніше не існувало".
Якщо гучну заяву американських фізиків підтвердиться, це може мати далекосяжні наслідки для самих різних галузей людської діяльності. Теоретично сформований при гігантському тиску металевий водень збереже свою структуру і властивості при поверненні до звичайних земних умов.
І тут-то і починається найцікавіше. Розрахунки показують, що такий метал буде демонструвати надпровідні властивості при кімнатній температурі, що немислимо для існуючих надпровідників, які проводять електричний струм без втрат лише при температурах, близьких до абсолютного нуля.
Володіючи таким матеріалом, можна буде зробити революцію в самих різних областях. В надпровідних котушках енергія може зберігатися роками без втрат, що підвищить енергоефективність і продуктивність багатьох електронних пристроїв. Крім того, високотемпературні надпровідники допоможуть створити левітірующіе надшвидкісні потяги і електромобілі. долають на одній зарядці значно більші відстані ніж сьогоднішні моделі.
Великі надії на металевий водень покладаються і в плані створення ракетного палива нового покоління, якого так не вистачає, для того щоб принципово збільшити дальність космічних польотів.
"Він вбирає в себе величезну кількість енергії, щоб перетворитися в металевий водень, - продовжує Сільвера. - І якщо перетворити його назад в молекулярний водень, то вона буде вивільнятися, що дозволить створити найпотужніший на сьогоднішній день ракетне паливо і навіть зробити революцію в ракетобудуванні ".
Але, як виявилося, далеко не всі фахівці в захваті, як від самого експерименту, так і від його результатів. Серед різко висловилися дослідників російсько-німецький фізик Михайло Еремец. професор Євген Григорьянц з Університету Единбурга, фізик високого тиску Реймонд Джінлоз (Raymond Jeanloz) з Університету Каліфорнії в Берклі і деякі інші. Основних претензій - дві. По-перше, при обробці алмазів для ковадла на них була нанесена тонка плівка оксиду алюмінію. Деякі вчені, які не брали участь в роботі, вважають, що те, що дослідники побачили під мікроскопом, цілком могло бути металевим алюмінієм. По-друге, багатьох насторожила одиничність експерименту (то, що його поки не повторили).
Коли всі тести будуть виконані, алмазні лещата разожмутся і можна буде приступити до повторення експерименту. А до тих пір "битву за металевий водень" можна буде вважати завершеною.