Ученые давно предполагали, что в центре газовых гигантов законы физики материалов претерпевают радикальные изменения. Под огромным давлением водород сжимается настолько, что фактически становится металлом. Годами исследователи искали способ искусственного создания металлического водорода ради его уникальных свойств, которые могли бы пригодиться в электронике будущего, пишет Science Alert.
Единственный доступный сейчас способ — сжимать атомы водорода на алмазной наковальне до тех пор, пока они не изменят состояние. Трое ученых из Комиссариата по атомной и альтернативным видам энергии утверждают, что им это удалось. Статью «Observation of a first order phase transition to metal hydrogen near 425 GPa» можно найти на сервере arXiv.
В статье говорится, что в соответствии с законами квантового ограничения металл водород должен существовать. В частности, они указывают, что если электроны любого вещества в достаточной мере ограничивать в движении, произойдет то, что называют смыканием энергетической щели. Другими словами, любой материал-изолятор (например, кислород) способен стать проводящим, если его сильно сжать, передают Электровести.
Эксперимент французских физиков стал возможен благодаря двум открытиям. Первое — изменение в конструкции алмазной наковальни. Вместо плоских вершин алмазов их сделали тороидальными, с углублением в виде бублика. Такая форма позволила увеличить лимит давления с 400 ГПа до 600 ГПа.
Второе — новый тип инфракрасного спектрометра, разработанного учеными для того, чтобы измерять образец.
Как только давление на образец достигло 425 ГПа, а температура — 80 К (-193 °C), водород начал абсорбировать инфракрасное излучение. Это стало свидетельством смыкания энергетической щели.
Достижение, описанное в статье, было воспринято со скепсисом, в основном из-за того, что предыдущие заявления об успешном создании металлического водорода оказывались либо ошибочными, либо ложными. Вдобавок, исследование французских физиков еще не прошло экспертную оценку, а их эксперимент не был подтвержден другими учеными.
Однако, профессор Аргоннской национальной лаборатории США Маддури Сомайазулу заявил, что такое открытие заслуживает Нобелевской премии. Александр Гончаров из Научного института Карнеги также в целом положительно отозвался о проведенном эксперименте: «Я считаю, в статье представлены хорошие доказательства закрытия энергетической щели в водороде. Некоторые интерпретации некорректны и некоторые данные могли бы быть лучше, но в общем я убежден в достоверности [эксперимента]».
В начале года голландским химикам удалось разрешить 40-летний спор о выборе правильной модели химической реакции при гетерогенном катализе водорода.
Напомним также: Ученые обнаружили грибы, которые выделяют золото
