Металлический водород: недостижимая мечта или реальность будущего?

Водород, самый распространенный элемент во Вселенной, обычно воспринимается как газ. Однако, при экстремально высоком давлении, ученые предсказывают его превращение в металл, способный проводить электричество и, возможно, демонстрировать сверхпроводимость. Эта идея, восходящая к началу XX века, получила подтверждение в гипотетических моделях, описывающих внутреннее строение планет-гигантов, таких как Юпитер, где давление превращает водород в металл.
Металлический водород: недостижимая мечта или реальность будущего?
Изображение носит иллюстративный характер

Экспериментальное достижение металлического водорода на Земле оказалось крайне сложным. Хотя ученые неоднократно заявляли об успехе, эти результаты часто опровергались из-за ошибок в измерениях и трудностей с воспроизводимостью. Необходимость создания сверхвысокого давления, превышающего атмосферное в сотни тысяч раз, требует применения специализированных устройств, таких как алмазные наковальни. Давление, нужное для превращения водорода в металл, гораздо выше, чем предполагалось изначально.

Изучение сжатия водорода показало интересные эффекты. При умеренном давлении водородные молекулы становятся твердыми. Однако, дальнейшее увеличение давления приводит к ослаблению связи между атомами в молекуле, что является предвестником перехода в металлическое состояние. Это происходит, когда связь между атомами водорода разрывается, что приводит к формированию вещества с металлическими свойствами.

Несмотря на трудности, исследования продолжаются. Ученые наблюдают признаки перехода водорода в металлическое состояние, такие как изменение оптических свойств вещества, но получение стабильного металлического водорода остается технологически сложной задачей. Перспективы использования металлического водорода в сверхпроводниках привлекательны, но на данный момент наиболее перспективным направлением считаются гидриды, соединения металла с водородом, которые способны демонстрировать сверхпроводимость при более низких давлениях.


Новое на сайте