Физики ждут подтверждения того, что в Гарвардском университете получили одно из самых экзотических веществ во Вселенной.
еталлический водород был героем легендарного советского фильма «Расписание на послезавтра». Им грезили невероятно умные ученики физико-математической школы имени Льва Ландау при Институте физики АН СССР, в которой преподавали настоящие академики. В то время — в 1978 году, когда лента вышла на экраны, экзотическое вещество существовало лишь в теории. Впервые о том, что водород может быть металлическим впервые заговорили в 1935 году. Физики уверяли: в металл он превратится от сильного сжатия. Лично у меня дух захватывало от такой перспективы. Я представлял себе нечто фантастическое — эдакий таинственный кубик, обладающий сверхъестественными свойствами.
Витя Ковалев из фильма «Расписание на послезавтра», десятиклассник, президент школьного научно-технического общества (НТО), предложивший младшим коллегам заниматься металлическим водородом.
Водород сжимали, но в металл он никак не превращался. Теоретики даже засомневались, а не ошиблись ли они в расчетах.
И вот сенсация: на днях стало известно, что Исаак Сильвера (Isaac Silvera) из Гарвардского университета и его аспирант Ранга Диас (Ranga Dias) наконец-то получили небывалую субстанцию. О чем проинформировал авторитетный научный журнал Science.
– Для физиков это все равно, что святой Грааль для верующих, – заявил Сильвера. – Это первый образец металлического водорода на Земле — то, что прежде никогда здесь не существовало.
Ранга диас с алмазной наковальней, внутри которой “зажат” металлический водород.
Не исключено однако, что можно отыскать и «самородный» металлический водород. Вроде бы он должен находиться внутри планет-газовых гигантов. Например, глубоко в недрах Юпитера и Сатурна — там, где давление сравнимо с достигнутым в Гарвардском университете.
Ученые использовали так называемую ячейку с алмазными наковальнями — установку с крошечной камерой. Вещество, помещенное внутрь сжимают два усеченных алмазных конуса, которые упираются друг в друга. Давление в месте соприкосновения становится чудовищным.
Схема получения металлического водорода в алмазной наковальне.Фото: Дмитрий ПОЛУХИНtrue_kpru
Сильвера и Диас «сдавили» водород, как никто прежде – почти до 50 миллионов атмосфер. Давление в центре ядра Земли в десятки раз меньше. И его хватило, чтобы молекулы водорода сблизились, распались на атомы, ядра которых потеряли электроны и выстроились в решетку. Словом, газ — самый легкий во Веленной – превратился в металл. Его его видно в микроскоп сквозь прозрачные алмазы. Блестит.
Этапы превращения водорода в металл по мере роста давления. Металлический водород крайний правый.
Теперь Сильвере и Диасу предстоит убедить коллег, что их водород действительно стал металлическим. А коллегам надо будет повторить эксперимент. Только тогда его признает научное сообщество.
Схожая ситуация была с многострадальным бозоном Хиггса: его предсказали, десятки лет не могли найти, разочаровались, потом не верили, что эту частицу «поймали», и наконец дали за нее Нобелевскую премию. И за металлический водород скорее всего дадут.
Экзотическому веществу прочат светлое будущее. Металлический водород должен демонстрировать сверхпроводящие свойства даже при высоких температурах. Ток по проводам из него двигался бы без сопротивления, что в масштабах планеты дало бы колоссальную экономию электричества.
Из металлического водорода получились бы накопители электроэнергии — лучше любых аккумуляторов. Такие позволили бы создать даже левитирующие автомобили.
И наконец, металлический водород — это идеальное топливо для космических кораблей. Оно более, чем в четыре раза эффективнее любого другого. Разве что антивещество может с ним сравниться.
По теории, недра Юпитера содержат огромные запасы металлического водорода. На схеме он серый.
КОММЕНТАРИЙ СПЕЦИАЛИСТА
Пусть попробуют доказать
– Многие физики высказывают сомнения в том, что же на самом деле получили Сильвера и Диас, – комментирует открытие Артем Оганов, профессор Сколтеха, МФТИ, Университета Штата Нью-Йорк, специалист по физике и химии высоких давлений. – Но лично мне их результаты кажутся очень правдоподобными. Внутренних противоречий в работе я не увидел. Вопрос в том, как доказать, что полученная фаза обладает металлическими свойствами. Самое прямое доказательство — измерение электропроводности или отражающей способности. Но это еще предстоит сделать.
Идут споры о том, сохранит ли водород металлические свойства при снятии давления. Думаю, что шансы тут минимальные. Какие-то материалы, например, алмазы, сохраняются при снятии давления. А какие-то переходят в другие состояния. И с водородом может такое случиться. Потому, увы, я сомневаюсь на счет практического применения этого крайне любопытного материала.
