Timp de 80 de ani la rând, „omenirea științifică” se luptă să creeze hidrogen metalic. A devenit literal o idee corectă: pentru a realiza apariția unui metal ideal cu superconductivitate la temperaturile camerei, „umplerea” celui mai puternic rachet de combustibil, materialul pentru crearea unui „scut” dintr-o bombă cu neutroni.
Tranziția la „stadiul metalului” a fost justificată încă din 1935 de Eugene Wigner și Bell Huntington. Ei au susținut că la temperatura camerei hidrogenul se va transforma într-o formă metalică la o presiune de 25 GPa și va începe să prezinte proprietățile unui superconductor. De atunci, fizicienii care lucrează cu presiuni ridicate, s-a părut că merită un pic de „adăugare”, întrucât se va prevedea: hidrogenul va deveni solid. Cu toate acestea, presiunea calculată inițial de 300 de mii de atmosfere a crescut deja la cinci milioane, iar hidrogenul metalic nu a fost încă obținut.
Tehnic, este practic imposibil de realizat o astfel de presiune pe Pământ, chiar și în miezul planetei noastre, presiunea nu depășește trei milioane de atmosfere. După ce presiunea „a depășit” un milion, a devenit clar că va trebui să luăm ceva mai greu, de exemplu diamante, să construim tongs din ele și să presăm, minimizând cât mai mult posibil punerea în aplicare a forței. O astfel de menghină de diamant a fost creată, folosită de oamenii de știință de la Universitatea Harvard (Isaac Silver, Thomas D. Cabot, Ranga Diaz) și a reușit să realizeze etapa hidrogenului metalic, care a fost raportat fericit întregii lumi în revista Science.
Și iată ghinionul: de îndată ce Isaac Silver și colegii săi erau pe cale să-l scoată, unul dintre diamante s-a prăbușit în „pete de praf”, iar proba în sine a dispărut irevocabil - nimeni nu a reușit să o găsească. Pare, desigur, foarte interesant, dar, de fapt, așa cum spun fizicienii, nu este nimic surprinzător în acest sens. O presiune de cinci milioane de atmosfere este tocmai puterea finală a unui diamant. Când stresul este înlăturat, camerele sunt distruse destul de des. Una dintre diamante s-a prăbușit complet, iar hidrogenul, se pare, a intrat în stare gazoasă. Trebuie înțeles că vorbim despre o doză microscopică a unei substanțe. Pentru a obține presiunea „nebună”, diamantele sunt ascuțite și presate într-o garnitură de metal cu o gaură în mijloc. Gazul este pompat într-un spațiu mic (10-50 microni). El a fost comprimat până la starea metalului, deoarece, potrivit oamenilor de știință,de la transparent la opac. Pierderea transparenței este principalul criteriu pentru transformarea unui gaz în metal.
Pierderea singurului eșantion de hidrogen metalic a împărțit lumea în două jumătăți: un grup de oameni de știință consideră că proba cu hidrogen metalic a existat, în timp ce alții sunt tot mai înclinați să creadă că a fost doar visul unui profesor îmbătrânit - Isa
Valentin Nikolaevich Ryzhov - director adjunct pentru știința Institutului de fizică de înaltă presiune numit după L. F Vereshchagina, doctor în științe fizice și matematice / Institutul de fizică de înaltă presiune numit după L. F Vereshchagin
Director adjunct pentru știință, Institutul de fizică de înaltă presiune LF Vereshchagina Valentin Nikolaevich Ryzhov, doctor în fizică și matematică, este de partea optimistilor: „Se pare că Isaac Silver a obținut hidrogen opac până la urmă. Dar acesta nu poate fi hidrogen pur metalic, ci starea lui semiconductor. Colegul meu Mikhail Eremets, fost angajat al institutului nostru, a primit, de asemenea, la un moment dat o stare semiconductoare de hidrogen, după care Isaac Silvera și compania au scris o scrisoare care respinge descoperirea sa. Acum că Silver și-a publicat rezultatele, scrisorile au apărut „în direcția opusă”, care afirmă că experimentele pe care le-a efectuat nu sunt suficient de convingătoare pentru a vorbi despre o descoperire la scară globală. Cred că la presiunile indicate, hidrogenul metalic ar putea apărea,dar nu este capabil să fie într-o stare metastabilă în condiții normale. Prin urmare, când Silvera a vrut să-l scoată, proba tocmai a intrat în gaz.
Însă șeful Departamentului de Matematică Aplicată al Universității Naționale de Cercetare Nucleară „MEPhI”, doctor în științe fizice și matematice Nikolai Alekseevici Kudryashov este înclinat să creadă că întreaga poveste cu hidrogenul metalic al lui Isaac Silver este doar o dorință mare, care este trecută ca realitate.
Video promotional:
Nikolay Alekseevich Kudryashov - șeful Departamentului de Matematică Aplicată, Universitatea Națională de Cercetare Nucleară MEPhI, doctor în fizică și matematică / MEPhN NRNU
„Să fiu sincer, habar n-am unde pe Pământ poți presiona atât de mult”, spune Nikolai Kudryashov. - Este clar că teoreticienii au calculat totul cu mult timp în urmă, iar la această presiune și temperatura indicată, hidrogenul ar trebui să devină metalic, cu toate acestea, după cum știm, teoria și practica diferă uneori fundamental. Acum, majoritatea cercetătorilor sunt înclinați să creadă că acest experiment nu a fost curat. Important este că nimeni nu îl poate repeta, iar „repetabilitatea” este sarcina principală în știință”.
Cu toate acestea, fizicienii teoretici ruși de la MEPhI, inclusiv Kudryashov însuși, au calculat că la o presiune de cinci milioane de atmosfere și o temperatură de minus 268 grade Celsius, faza hidrogenului metalic obținut de Diaz și Silver ar fi superconductor.
Pentru calcule, a fost utilizat sistemul de ecuații Eliashberg, care permite cel mai precis să se determine temperatura critică pentru trecerea unei substanțe la o stare superconductoare. Soluția acestui sistem a făcut posibilă calcularea temperaturii critice a tranziției hidrogenului metalic într-un supraconductor. Cu toate acestea, sa dovedit că această temperatură este mult mai mică decât temperatura camerei și este egală cu minus 58 grade Celsius.
„Desigur, o astfel de temperatură nu va interfera cu numeroase aplicații tehnice ale supraconductorilor, dar cu condiția de a obține hidrogen metalic în cantități mari. Între timp, chiar trebuie dovedită producția unei cantități mici de hidrogen metalic”, a explicat Kudryashov.
În ceea ce privește profesorul de la Universitatea Harvard, Isaac Silver, el face în prezent o nouă prag de diamant pentru a obține hidrogen metalic.
Anna Urmantseva
