Ученые создали металлический водород

Время на прочтение: 3 минут(ы)


TTS

Французские ученые сообщили, что им впервые удалось получить металлический водород — экзотическое вещество, которое, как считается, находится в недрах газовых планет-гигантов. В экстремальных условиях с высоким давлением газ сжимается до такой степени, что приобретает металлические свойства и становится проводником. Об этом сообщает издание Science Alert.

Многие годы исследователи искали возможность создать металлический водород в лабораторных условиях ради его уникальных свойств, которые могли бы пригодиться во многих областях человеческой деятельности.

Какую пользу человеку может принести металлический водород? Например, они пригодится при производстве электроники будущего, благодаря своим особым свойствам электропроводности. А еще на его основе можно будет делать новое ракетное топливо.

На сегодняшний день единственным доступным способом получения металлического водорода является использование специальных алмазных наковален, где атомы водорода сжимаются и охлаждаются до тех пор, пока не изменят свое состояние. Почти 80 лет ученые пытаются превратить газообразный водород в металл — и вот у них получилось. Для этого они применили к нему давление, которое больше, чем в ядре Земли.

Публикации о подобных результатах уже появлялись раньше, однако еще ни одна группа ученых не смогла их подтвердить. Например, в 2011 сообщалось, о том, что ученые смогли «сжать» водород до нужного состояния с помощью давления выше 220 ГПа (гигапаскалей), что более чем в 2 миллиона раз больше атмосферного, которое составляет 100 кПа (килопаскалей). В 2017 году другая группа ученых заявляла о том, что им удалось достичь давления уже 495 ГПа. Кстати, тогда основную часть экспериментов они провести не успели. Единственный полученный образец металлического водорода был утерян после того, как одна из алмазных наковален рассыпалась в пыль во время попытки измерить давление. Что стало с образцом – непонятно. Может он затерялся среди алмазных частиц, может превратился обратно в газ.

Французские учены учли предыдущий опыт и ошибки своих коллег, а также свои предыдущие исследования и все-таки добились нужного результата. Удалось это благодаря двум открытиям. Во-первых, они изменили конструкцию алмазной наковальни, сделав вершины алмазных наконечников не плоскими, а тороидальными, с углублением в виде бублика. Такое изменение позволило увеличить максимальный предел давления с 400 Гпа до 600 ГПа.

Наконечник улучшенной алмазной наковальни. Диаметр кольцевых трещин составляет около 150 микрон (чуть больше толщины человеческого волоса)
Наконечник улучшенной алмазной наковальни. Диаметр кольцевых трещин составляет около 150 микрон (чуть больше толщины человеческого волоса)

Во-вторых, они создали новый тип специального инфракрасного спектрометра – инструмента, позволяющего проводить измерения образца водорода.

При эксперименте ученые начали сжимать в алмазной наковальне образец водорода и одновременно охлаждать. Когда давление достигло 425 ГПа, а температура стала -193 градусов по Цельсию, образец начал поглощать все инфракрасное излучение, что указывало на закрытие запрещенной зоны — областей значений энергии электрона, разделяющими зону проводимости и валентную зону. Это стало свидетельством перехода водорода в другое, твердое состояние.

Изображение переходных фаз водорода при эксперименте 2017 года (сверху) и смена фаз при различных значениях давления – 315, 427 и 300 ГПа – при эксперименте французских ученых. Во втором случае видно, что образец водорода стал непрозрачным
Изображение переходных фаз водорода при эксперименте 2017 года (сверху) и смена фаз при различных значениях давления – 315, 427 и 300 ГПа – при эксперименте французских ученых. Во втором случае видно, что образец водорода стал непрозрачным

Однако другие ученые встретили результаты работы с недоверием и скептицизмом, поскольку уже неоднократно делались заявления о получении металлического водорода, оказавшиеся ложными. Другие же специалисты считают, что выводы могут быть верными. В любом случае эксперимент должен быть повторен другими научными группами.

Тем не менее, уже сейчас многие говорят, что группа французских физиков может получить Нобелевскую премию за свое открытие — самую престижную премию в науке.

По материалам: hi-news.ru

Здесь самые популярные товары из Китая по волшебным ценам!

Похожие статьи:

  • Фото дня: зловещие звёздные ясли17.10.2020 Фото дня: зловещие звёздные ясли (0)
    Национальное управление США по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (NASA) представило великолепный снимок особой области звездообразования с обозначением […]
  • Строительство советского Лунограда10.10.2020 Строительство советского Лунограда (0)
    «Строится Луноград. Все основные постройки - улицы, дома, лаборатории - расположены под поверхностью, слой которой - защищает от резких перепадов температуры, космической радиации и […]
  • Прекрасное далеко: зачем нужны космические корабли на ядерном топливе03.07.2020 Прекрасное далеко: зачем нужны космические корабли на ядерном топливе (0)
    Чтобы исследовать Солнечную систему и космос за ее пределами быстро и безопасно, космические корабли должны иметь ядерные двигатели. Законы, регулирующие ядерные космические […]
  • Как работает самый совершенный ракетный двигатель06.06.2020 Как работает самый совершенный ракетный двигатель (0)
    Космическая отрасль максимально консервативна. Это касается не только Роскосмоса, но и космических программ других стран. Только Илон Маск со своей SpaceX попробовал показать, что все […]
Читайте также:  Фото дня: зловещие звёздные ясли

Оставить ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *