Вчені близько до отримання металевого водню

Група дослідників з Національних лабораторій Sandia (США) спільно з іншою групою Університету Ростока (Німеччина) провела успішний експеримент для стиснення рідкого деутерію в стан, який експонує властивості металу. У статті опубліковано в журналі Science, вчені описують етапи експерименту, що наблизить їх до кінцевої мети виробництва твердого металевого водню.

Ілюстрація вище – схема водневих станів. Він зображує чотири відомі тверді стани від I до IV, двох відомих рідких станів, і передбачуваний стан атомної рідини. Сині кола представляють обертання квантових молекул, а хвилясті лінії відповідають заплутаним станом. Прямі лінії, де розрахунки показують наявність ковалентного зв'язку.

У 1935 році фізики Хіллард Белл Мисливтон і Євген Віньєр вперше запропонували теорію, що водень може існувати в металевому стані при зв’язках між атомами та вільними електронами.

Для отримання металевого водню потрібно лише одну річ. З тих пір багато фізиків намагалися довести історії Мисливця і Вінінтера, але не проголосувати.

У останніх експериментах дослідники надали новий спосіб збільшити тиск без небажаних побічних ефектів.

Дотепер алмазні отвори використовуються для створення максимального тиску, де речовина була прокинута між кінчиками двох діамантів. Попередні експерименти показали, що таким чином можна компресувати речовину з високою концентрацією водню до металевого стану.

У експерименті Національні лаборатори Sandia вирішили піти інший спосіб і використовувати машину Sandia Z (Z-Machine), експериментальну рослину і одну з найбільших світових джерел рентгенівського випромінювання, для компресорної речовини. генерує поля до 20 мегагагаусів.

р.

З-Машина

При стисненні зразку, потужний удар від Z-Machine наноситься на електрод біля контейнера deuterium. Пошкодження пропускають через контейнер і стискають матеріал ще більше. У цей час вчені контролюють, як матеріал відбивається світлом, загальним способом розпізнати метал.

Після стискання речовини, вона перестала бути прозорою, і почала відображати світло. За даними дослідників, це зрозуміло, що речовина перетворилася з ізолятора до металу.

Цей експеримент є найбільш успішною спробою виробляти металевий водень, існування якого було прогнозовано 80 років тому. Інші групи дослідників також порушують до вирішення проблеми.

На додаток до чисто експериментальних результатів, виробництво металевого водню має наукове значення. Експеримент покаже, скільки тиску необхідний для такої трансформації. Це корисна інформація, наприклад, для вивчення інших планет і зірок: ми дізнаємося, в яких умовах може виникнути такий процес.



Наприклад, наявність металевого водню може пояснити феномен Сатурна, який занадто спекотний протягом свого віку: в реальному віці 4.5 млрд років комп'ютерні імітації дають йому лише 2,5 мільярди років через занадто високу температуру.

Джерело: geektimes.ru/post/252622/