Вече 80 години подред „научното човечество“се бори за създаването на метален водород. Това стана буквално фиксирана идея: да се постигне появата на идеален метал със свръхпроводимост при стайни температури, "пълнене" на най-мощното ракетно гориво, материалът за създаване на "щит" от неутронна бомба.
Преходът към „металната сцена“е подкрепен още през 1935 г. от Юджийн Вигнер и Бел Хънтингтън. Те твърдяха, че при стайна температура водородът ще се трансформира в метална форма при налягане 25 GPa и ще започне да проявява свойствата на свръхпроводник. Оттогава физиците, които работят с високо налягане, изглежда, че си струва малко „допълнение“, тъй като прогнозираното ще се случи: водородът ще стане твърд. Първоначално изчисленото налягане от 300 хиляди атмосфери обаче вече се е увеличило до пет милиона, а метален водород все още не е получен.
Технически е практически невъзможно да се постигне такъв натиск върху Земята, дори в ядрото на нашата планета налягането не надвишава три милиона атмосфери. След като налягането „надхвърли“милион, стана ясно, че ще трябва да вземем нещо най-трудно, например диаманти, да конструираме щипки от тях и да натискаме, като минимизираме максимално точката на прилагане на сила. Такива диамантени менгемета са създадени, използвани от учени от Харвардския университет (Айзък Силвър, Томас Д. Кабот, Ранга Диас) и успяват да постигнат етапа на метален водород, за който с радост се съобщава на целия свят в списанието Science.
И ето лошият късмет: веднага щом Исак Силвър и колегите му се готвеха да го извадят, един от диамантите се разпадна на „петна от прах“, а самата проба изчезна безвъзвратно - никой не успя да я намери. Звучи, разбира се, много интригуващо, но всъщност, както казват физиците, в това няма нищо изненадващо. Налягане от пет милиона атмосфери е именно максималната сила на диамант. Когато се отстрани стресът, камерите се разрушават доста често. Един от диамантите се срина напълно и водородът, очевидно, премина в газообразно състояние. Трябва да се разбере, че говорим за микроскопична доза от вещество. За да получите "лудото" налягане, диамантите се заточват и се притискат в метално уплътнение с дупка в средата. Газът се изпомпва в малко пространство (10-50 микрона). Той беше притиснат до състоянието на метала, тъй като според учените,от прозрачен до непрозрачен. Загубата на прозрачност е основният критерий за превръщането на газ в метал.
Загубата на единствената в света проба от метален водород раздели света на две половини: една група учени смята, че пробата с метален водород е съществувала, докато други са все по-склонни да вярват, че това е била само мечтата на застаряващ професор - Иса
Валентин Николаевич Рижов - заместник-директор по науката на Института по физика на високо налягане, на име L. F. Верещагина, доктор на физико-математическите науки / Институт по физика на високо налягане на име L. F. Верешчагин
Заместник-директор по науката, Институт по физика на високо налягане Л. Ф. Верещагина Валентин Николаевич Рижов, доктор по физика и математика, е на страната на оптимистите: „Изглежда, че в крайна сметка Исаак Силвър има непрозрачен водород. Но това не може да бъде чист метален водород, а неговото полупроводниково състояние. Колегата ми Михаил Еремец, бивш служител на нашия институт, също по едно време получи полупроводник състояние на водород, след което Исак Силвера и компанията написаха писмо, опровергавайки откритието му. Сега, когато Силвър публикува резултатите си, писмата се появяват „в обратна посока“, в които се посочва, че експериментите, които е извършил, не са достатъчно убедителни, за да говорят за откритие в световен мащаб. Мисля, че при посочените налягания метален водород все още може да възникне,но не е в състояние да бъде в метастабилно състояние при нормални условия. Следователно, когато Силвера искаше да го извади, пробата просто излезе в газ “.
Но ръководителят на катедрата по приложна математика на Националния изследователски ядрен университет „MEPhI“, доктор на физико-математическите науки Николай Алексеевич Кудряшов е склонен да вярва, че цялата история с металния водород на Isaac Silver е просто голямо желание, което се предава като реалност.
Промоционално видео:
Николай Алексеевич Кудряшов - ръководител на катедрата по приложна математика, Национален изследователски ядрен университет MEPhI, доктор по физика и математика / NRNU MEPhI
„За да бъда честен, нямам идея къде на Земята можете да оказвате толкова голям натиск“, казва Николай Кудряшов. - Ясно е, че теоретиците са изчислили всичко много отдавна и при това налягане и посочената температура водородът трябва да стане метален, обаче, както знаем, теорията и практиката понякога се различават драстично. Сега повечето изследователи са склонни да вярват, че този експеримент не е чист. Важното е, че никой не може да го повтори, а „повторяемостта“е основната задача в науката “.
Въпреки това руските теоретични физици от MEPhI, включително самият Кудряшов, изчислиха, че при налягане от пет милиона атмосфери и температура минус 268 градуса по Целзий, фазата на метален водород, получена от Диас и Силвър, би била свръхпроводима.
За изчисленията е използвана системата от уравнения на Елиасберг, която най-точно позволява да се определи критичната температура за прехода на вещество в свръхпроводящо състояние. Решението на тази система даде възможност да се изчисли критичната температура на прехода на метален водород в свръхпроводник. Оказа се обаче, че тази температура е много по-ниска от стайната температура и е равна на минус 58 градуса по Целзий.
„Разбира се, такава температура няма да попречи на многобройните технически приложения на свръхпроводници, но при условие, че е възможно да се получи метален водород в големи количества. Междувременно дори производството на малко количество метален водород все още трябва да бъде доказано “, обясни Кудряшов.
Що се отнася до професора от Харвардския университет Исак Силвър, той в момента прави нова диамантена менгеме за получаване на метален водород.
Анна Урманцева