Физики приблизились к созданию металлического водорода

В издании Nature в первые дни 2016 года опубликована научная статья, авторы которой, физики из Китая и Великобритании, рассказали об успешном эксперименте по открытию нового агрегатного состояния водорода, которое было получено под давлением в 3,2 миллиона атмосфер. Полученное вещество по своим свойствам напоминает предсказанный в теории металлический водород – высокотемпературный сверхпроводник.

Для тех, кто прогуливал уроки химии в средней школе, вкратце напомним, что водород является первым химическим элементом таблицы Менделеева – это простейшее вещество, представляющее собой бесцветный и горючий газ или жидкость, которая состоит из молекул из двух атомов водорода. Еще в тридцатых годах 20 века физики предсказали, что при сильном сжатии водород может переходить в в новую фазу, которая будет похожа по своим свойствам на металл – молекулы водорода перестанут существовать, а протоны потеряют свои электроны и объединятся в своеобразную кристаллическую решетку. Металлический водород будет обладать рядом уникальных свойств, например, он будет являться сверхпроводником при комнатных температурах.

К сожалению, между теорией и практикой зачастую пролегает глубокая пропасть, преодолеть которую не всегда возможно. Так было и в этом случае, на протяжении многих лет все попытки ученых сжать водород до «нужного» давления, оказывались неудачными. При достижении показателя в 2,2 миллиона атмосфер, водород достигал так называемой "фазы IV", в которой он объединяется в своеобразные "листы" из шестигранников. Используя новейшие технические достижения, физикам удалось открыть пятую фазу водорода, которая больше приближена по своим физическим свойствам к металлам, а не к полупроводникам, как "фаза IV". Для этого исследователям пришлось повысить давление до планки в 3,2 миллиона атмосфер, перейдя от абсолютного нуля к комнатной температуре.

В результате этого повышения водород перешел в новое состояние, которое характеризуется резким ослаблением, так называемого эффекта Рамана – необычной манеры поляризации света, возникающей в результате его взаимодействия с молекулами изучаемого вещества и его рассеивания на них. Это означает, как надеются физики, что в "фазе V" водород почти полностью перешел из молекулярного в металлическое состояние.