Учёные всё ближе к созданию металла из водорода

Китайские и британские физики заявили об открытии нового агрегатного состояния водорода, сжатого до 3,2 миллиона атмосфер, которое по своим свойствам напоминает предсказанный в теории металлический водород – высокотемпературный сверхпроводник, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

Водород, простейшее вещество и первый элемент таблицы Менделеева, представляет собой бесцветный и горючий газ или жидкость, которая состоит из молекул из двух атомов водорода.

В середине 30 годов прошлого века физики предсказали, что водород, если сжать его до сверхвысоких давлений, перейдет в новую фазу, которая будет похожа по своим свойствам на металл.

Алмазная наковальня, разрывающая молекулу водорода в представлении художника

В таком состоянии молекулы водорода перестанут существовать, а протоны потеряют свои электроны и объединятся в своеобразную кристаллическую решетку. В таком состоянии, как показывают расчеты и компьютерные модели, водород может обладать сверхпроводящими свойствами даже при комнатных или близких к ним температурах, а также рядом других интересных свойств.

Как рассказывают Евгений Григорянц из университета Эдинбурга (Шотландия) и его коллеги, проблема заключается в том, что все попытки сжать водород и превратить его в металл заканчивались неудачно. Ученым в лучшем случае удавалось достичь так называемого “фазы IV”, в которой водород объединяется в своеобразные “листы” из шестигранников, сжав его до давления в 2,2 миллиона атмосфер.

Алмазная “наковальня и лазер помогли ученым открыть “почти металлический” водород

В своей статье Григорянц и его коллеги рассказывают об открытия пятой фазы водорода, приближенной по своим свойствам к металлам, а не к полупроводникам, как фаза IV, повысив давление до планки в 3,2 миллионов атмосфер и перейдя от абсолютного нуля к комнатной температуре.

В результате этого повышения водород перешел в новое состояние, которое характеризуется резких ослаблением так называемого эффекта Рамана – необычной манеры поляризация света, возникающей в результате его взаимодействия с молекулами изучаемого вещества и его рассеивания на них. Это означает, как надеются физики, что в “фазе V” водород почти полностью перешел из молекулярного в металлическое состояние.

Так художник представил себе молекулу водорода, сжимаемую в алмазных тисках

Как подчеркивают Григорянц и его коллеги “фаза V” может не являться металлическим водородом, хотя она и близка к ней по своей структуре и свойствам. В ближайшее время авторы статьи планируют продолжить эксперименты, детально изучив свойства этой агрегатной формы водорода, а также попытаются сжать новые образцы вещества до еще более высоких давлений.