Вчені з Гарварда отримали металевий водень

Професор Ісаак Сільвера (Isaac Silvera) і його колега Ранга Діас (Ranga Dias)  з Гарвардського університету повідомили в журналі Science, що вони досягли успіху у створенні найрідкіснішого матеріалу на планеті, що називається атомарний металевий водень.

«Це Святий Грааль фізики високих тисків,» сказав про  новий матеріал Сільвера. «Це перший в світі зразок металевого водню на Землі, тому, коли ви дивитеся на нього, ви дивитеся на те, чого ніколи не існувало раніше.»

Ісаак Сільвера

Ранга Діас

У 1930-х роках британський вчений Джон Бернал припустив, що атомарний водень може виявитися стабільним при високому тиску. тиску. У 1935 році Юджин Вігнер та X. Б. Хантінгтон провели відповідні розрахунки та передбачили, що металевий водень буде утворюватися при 25 ГПа. Але Сільвера і його команда, нарешті, добилися цього при тиску між 465 і 495 ГПа — майже в 20 разів вище, ніж спочатку передбачалося. Такий тиск більший за тиск в центрі Землі.

Для створення такого тиску Сільвера і Діас використали  найбільш твердий матеріал на Землі — алмаз. Вони взяли два невеликі шматочки ретельно відполірованого синтетичного алмазу і, щоб зробити їх більш міцними, вкрили тонким шаром алюміній оксиду  для запобігання дифузії водню з в кристалічну структуру алмазу та його розтріскування. Потім алмази встановили один навпроти одного в пристрої, відомому як алмазний осередок,  .

При відносно низькому тиску, стислий твердий водень був прозорим. З посиленням стиснення, він перетворився на непрозорий і чорний. Але при 495 ГПа, водень став блискучим і відбивав світло, що вказує на його перетворення в метал (хоча дослідники не можуть точно сказати,  був це твердий чи рідкий водень).

 

Фотографії стисненого переходу водню зі збільшенням тиску від прозорого до чорного молекулярного , а потім до атомарного металевого водню. Ескізи нижче показують, що молекулярна тверда речовина стискається, а потім дисоціює в атомарний водень. Фото зі статті Dias R. P. et al., Science

Зразок висвітлювався світлодіодами з двох сторін. На фото зліва при 205 ГПа зразок прозорий (видно задній світлодіод), в центрі при 415 ГПа зразок почорнів і став непрозорий, праворуч при 495 ГПа — зразок став відбивати світло.

Вчені припускають, що металевий водень може виступати в якості надпровідника при кімнатній температурі, тому в теорії металевий водень може бути використаний для створення проводів з нульовим опором.

Сільвер вважає, що металевий водень може стати новим видом ракетного палива.»Водень поглинає величезну кількість енергії, щоб перейти в металевий стан, — пояснив він,-  і якщо ви перетворити його назад в молекулярний водень, вся ця енергія вивільняється, таким чином це зробило б його найпотужнішим ракетним паливом.»

Публікація вчених з Гарварда викликала чимало скептичних відгуків серед вчених, які вважають, що в  статті міститься занадто мало даних, які могли б підтвердити реальність цього досягнення. По-перше, при обробці алмазів для ковадла на них була нанесена тонка плівка алюміній оксиду, тому дехто вважає, що те, що дослідники побачили під мікроскопом, цілком могло бути металевим алюмінієм. По-друге, багатьох насторожила одиничність експерименту (то, що його поки не повторили).

22 лютого The Independent повідомив, що єдиний в світі шматок металу, який може революціонізувати технологію, зник.

Властивості металічного водню вивчалися поки його невеликий зразок тримався між двома крихітними алмазами під тиском. Але спроба виміряти тиск за допомогою малопотужного лазера призвела до катастрофічних наслідків: один з алмазів розбився в дрібний пил, і крихітний зразок було втрачено. Можливо, він десь всередині металевої «прокладки», використовуваної для стримування його між тиском роздавлювання алмазів, або в алмазному пилу (сам він розміром 1,5 х 10 мкм).

Можливо і те, що після руйнування алмазу і падіння тиску водень просто знову перетворився на газ.

 

 

 

 

Читайте также:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *