Seit 80 Jahren in Folge kämpft die "wissenschaftliche Menschheit" darum, metallischen Wasserstoff zu erzeugen. Es wurde buchstäblich eine feste Idee: um die Entstehung eines idealen Metalls mit Supraleitung bei Raumtemperatur zu erreichen, das "Füllen" des stärksten Raketentreibstoffs, das Material zur Herstellung eines "Schildes" aus einer Neutronenbombe.
Der Übergang zur "Metallbühne" wurde bereits 1935 von Eugene Wigner und Bell Huntington begründet. Sie argumentierten, dass Wasserstoff bei Raumtemperatur bei einem Druck von 25 GPa in eine metallische Form übergeht und die Eigenschaften eines Supraleiters aufweist. Seitdem, Physiker, die mit hohem Druck arbeiten, schien es eine kleine "Ergänzung" wert zu sein, wie vorhergesagt: Wasserstoff wird fest. Der ursprünglich berechnete Druck von 300.000 Atmosphären ist jedoch bereits auf fünf Millionen gestiegen, und metallischer Wasserstoff wurde noch nicht erhalten.
Technisch ist es praktisch unmöglich, einen solchen Druck auf der Erde zu erreichen, selbst im Kern unseres Planeten überschreitet der Druck drei Millionen Atmosphären nicht. Nachdem der Druck eine Million „überschritten“hatte, wurde klar, dass wir etwas Schwieriges nehmen mussten, zum Beispiel Diamanten, daraus eine Zange bauen und drücken mussten, um den Kraftangriffspunkt so weit wie möglich zu minimieren. Ein solcher Diamantschraubstock wurde von Wissenschaftlern der Harvard University (Isaac Silver, Thomas D. Cabot, Ranga Diaz) hergestellt und erreichte das Stadium des metallischen Wasserstoffs, über das in der Zeitschrift Science der ganzen Welt glücklich berichtet wurde.
Und hier ist das Pech: Sobald Isaac Silver und seine Kollegen es herausziehen wollten, zerfiel einer der Diamanten in "Staubflecken", und die Probe selbst verschwand unwiderruflich - niemand konnte sie finden. Es klingt natürlich sehr faszinierend, aber tatsächlich, wie Physiker sagen, ist daran nichts Überraschendes. Ein Druck von fünf Millionen Atmosphären ist genau die Endfestigkeit eines Diamanten. Wenn Stress abgebaut wird, werden die Kammern ziemlich oft zerstört. Einer der Diamanten brach vollständig zusammen und Wasserstoff ging offenbar in einen gasförmigen Zustand über. Es muss verstanden werden, dass es sich um eine mikroskopische Dosis einer Substanz handelt. Um den "verrückten" Druck zu bekommen, werden Diamanten geschärft und in eine Metalldichtung mit einem Loch in der Mitte gedrückt. Gas wird in einen winzigen Raum (10-50 Mikrometer) gepumpt. Er wurde auf den Metallzustand komprimiert, da nach Angaben von Wissenschaftlernvon transparent bis undurchsichtig. Der Transparenzverlust ist das Hauptkriterium für die Umwandlung eines Gases in ein Metall.
Der Verlust der weltweit einzigen Probe von metallischem Wasserstoff teilte die Welt in zwei Hälften: Eine Gruppe von Wissenschaftlern glaubt, dass die Probe mit metallischem Wasserstoff existiert hat, während andere zunehmend glauben, dass es nur der Traum eines alternden Professors war - Isa
Valentin Nikolaevich Ryzhov - stellvertretender wissenschaftlicher Direktor des nach ihm benannten Instituts für Hochdruckphysik L. F. Vereshchagina, Doktor der Physikalischen und Mathematischen Wissenschaften / Institut für Hochdruckphysik benannt nach L. F. Vereshchagin
Stellvertretender Direktor für Wissenschaft, Institut für Hochdruckphysik LF Vereshchagina Valentin Nikolaevich Ryzhov, Doktor der Physik und Mathematik, steht auf der Seite der Optimisten: „Es scheint, dass Isaac Silver doch undurchsichtigen Wasserstoff bekommen hat. Dies konnte aber nicht reiner metallischer Wasserstoff sein, sondern sein Halbleiterzustand. Mein Kollege Mikhail Eremets, ein ehemaliger Mitarbeiter unseres Instituts, erhielt ebenfalls einmal einen Halbleiterzustand von Wasserstoff, woraufhin Isaac Silvera und das Unternehmen einen Brief schrieben, in dem er seine Entdeckung widerlegte. Nachdem Silver seine Ergebnisse veröffentlicht hat, sind Briefe "in die entgegengesetzte Richtung" erschienen, die besagen, dass die von ihm durchgeführten Experimente nicht überzeugend genug sind, um von einer Entdeckung auf globaler Ebene zu sprechen. Ich denke, dass bei den angegebenen Drücken immer noch metallischer Wasserstoff entstehen könnte,es ist jedoch nicht in der Lage, unter normalen Bedingungen in einem metastabilen Zustand zu sein. Als Silvera es herausnehmen wollte, ging die Probe einfach in Gas."
Der Leiter der Abteilung für Angewandte Mathematik der Nationalen Nuklearforschungsuniversität "MEPhI", Doktor der Physik und Mathematik Nikolai Alekseevich Kudryashov, ist jedoch geneigt zu glauben, dass die ganze Geschichte mit Isaac Silvers metallischem Wasserstoff nur ein großer Wunsch ist, der als Realität weitergegeben wird.
Werbevideo:
Nikolay Alekseevich Kudryashov - Leiter der Abteilung für Angewandte Mathematik, Nationale Forschungsnuklearuniversität MEPhI, Doktor der Physik und Mathematik / NRNU MEPhI
„Um ehrlich zu sein, ich habe keine Ahnung, wo auf der Erde man so viel Druck ausüben kann“, sagt Nikolai Kudryashov. - Es ist klar, dass Theoretiker vor langer Zeit alles berechnet haben, und bei diesem Druck und der angegebenen Temperatur sollte Wasserstoff metallisch werden. Wie wir jedoch wissen, unterscheiden sich Theorie und Praxis manchmal dramatisch. Jetzt neigen die meisten Forscher dazu zu glauben, dass dieses Experiment nicht sauber war. Wichtig ist, dass niemand es wiederholen kann und „Wiederholbarkeit“die Hauptaufgabe in der Wissenschaft ist.
Dennoch berechneten russische theoretische Physiker von MEPhI, einschließlich Kudryashov selbst, dass bei einem Druck von fünf Millionen Atmosphären und einer Temperatur von minus 268 Grad Celsius die von Diaz und Silber erhaltene Phase des metallischen Wasserstoffs supraleitend sein würde.
Für die Berechnungen verwendeten wir das Eliashberg-Gleichungssystem, mit dem wir die kritische Temperatur für den Übergang einer Substanz in einen supraleitenden Zustand am genauesten bestimmen können. Die Lösung dieses Systems ermöglichte es, die kritische Temperatur des Übergangs von metallischem Wasserstoff in einen Supraleiter zu berechnen. Es stellte sich jedoch heraus, dass diese Temperatur viel niedriger als die Raumtemperatur ist und minus 58 Grad Celsius beträgt.
„Natürlich wird eine solche Temperatur zahlreiche technische Anwendungen von Supraleitern nicht beeinträchtigen, aber unter der Bedingung, dass es möglich ist, metallischen Wasserstoff in großen Mengen zu erhalten. In der Zwischenzeit muss noch die Produktion einer kleinen Menge metallischen Wasserstoffs nachgewiesen werden “, erklärte Kudryashov.
Der Professor an der Harvard University, Isaac Silver, stellt derzeit einen neuen Diamantschraubstock her, um metallischen Wasserstoff zu erhalten.
Anna Urmantseva
