80 godina zaredom "znanstveno čovječanstvo" borilo se za stvaranje metalnog vodika. Postala je doslovno fiksna ideja: postići nastanak idealnog metala s superprovodnošću na sobnim temperaturama, "punjenje" najmoćnijeg raketnog goriva, materijala za stvaranje "štita" od neutronske bombe.
Prijelaz na "metalnu pozornicu" potkrijepili su Eugene Wigner i Bell Huntington još davne 1935. godine. Ustvrdili su da će se na sobnoj temperaturi vodik transformirati u metalni oblik pri tlaku od 25 GPa i početi ispoljavati svojstva superprovodnika. Otada se fizičarima koji rade s visokim pritiscima činilo da vrijedi malo „dodatka“, kao što će se i predvidjeti: vodik će postati čvrst. Međutim, početno izračunati tlak od 300 tisuća atmosfera već je porastao na pet milijuna, a metalni vodik još nije dobiven.
Tehnički je praktički nemoguće postići takav pritisak na Zemlji, čak i u jezgri našeg planeta tlak ne prelazi tri milijuna atmosfera. Nakon što je pritisak „premašio“milijun, postalo je jasno da ćemo morati uzeti nešto najteže, na primjer dijamante, iz njih izraditi kliješta i pritisnuti, minimizirajući mjesto primjene sile u najvećoj mogućoj mjeri. Takve su dijamantske vitice stvorene, a koristili su ih znanstvenici sa Sveučilišta Harvard (Isaac Silver, Thomas D. Cabot, Ranga Diaz) i uspjeli su postići fazu metalnog vodika, o čemu je s radošću izvješteno cijelom svijetu u časopisu Science.
I evo loše sreće: čim su se Isaac Silver i njegovi kolege spremali da ga izvade, jedan od dijamanata srušio se u "mrlje prašine", a sam uzorak je nepovratno nestao - nitko ga nije uspio pronaći. Zvuči, naravno, vrlo intrigantno, ali u stvari, kako fizičari kažu, u tome nema ništa iznenađujuće. Tlak od pet milijuna atmosfera upravo je najveća snaga dijamanta. Kad se ukloni stres, komore se uništavaju prilično često. Jedan od dijamanata u potpunosti se srušio, a vodik je, očito, prešao u plinovito stanje. Mora se razumjeti da govorimo o mikroskopskoj dozi neke tvari. Da bi se postigao "ludi" pritisak, dijamanti su naoštreni i utisnuti u metalnu brtvu s rupom u sredini. Plin se pumpa u maleni prostor (10-50 mikrona). Stisnuo se u stanju metala jer je, prema znanstvenicima,od prozirnog do neprozirnog. Gubitak prozirnosti glavni je kriterij pretvorbe plina u metal.
Gubitak jedinog svjetskog uzorka metalnog vodika podijelio je svijet na dvije polovice: jedna skupina znanstvenika vjeruje da je uzorak s metalnim vodikom postojao, dok su drugi sve skloniji vjerovanju da je to bio samo san starijeg profesora - Isa
Valentin Nikolaevich Ryzhov - zamjenik ravnatelja za znanost Instituta za fiziku visokog pritiska po L. F. Vereshchagina, doktor fizikalnih i matematičkih znanosti / Institut za fiziku visokog pritiska po L. F. Vereshchagin
Zamjenik ravnatelja za znanost, Institut za fiziku visokog tlaka LF Vereshchagina, Valentin Nikolaevich Ryzhov, doktor fizike i matematike, na strani je optimista: „Čini se da je Isaac Silver ipak dobio neprozirni vodik. Ali to ne bi mogao biti čisti metalni vodik, već njegovo poluvodičko stanje. Moj kolega Mihail Eremets, bivši zaposlenik našeg instituta, također je svojedobno dobio stanje poluvodiča vodika, nakon čega su Isaac Silvera i tvrtka napisali pismo kojim su demantirali njegovo otkriće. Sada kada je Silver objavio svoje rezultate, pisma su se pojavila "u suprotnom smjeru", koji govore da eksperimenti koje je izveo nisu dovoljno uvjerljivi da govore o otkriću na globalnoj razini. Mislim da bi pri naznačenim pritiscima metalni vodik i dalje mogao nastati,ali nije u stanju biti u metastabilnom stanju u normalnim uvjetima. Stoga, kad ga je Silvera htjela izvaditi, uzorak je samo otišao u plin."
No, voditelj Odjela za primijenjenu matematiku Nacionalnog istraživačkog nuklearnog sveučilišta "MEPhI", doktor fizikalnih i matematičkih znanosti Nikolaj Aleksejevič Kudryashov sklon je vjerovati da je cijela priča s metalnim vodikom Isaaca Silver-a samo velika želja, koja se prenosi kao stvarnost.
Promotivni video:
Nikolay Alekseevich Kudryashov - voditelj Odjela primijenjene matematike Nacionalnog istraživačkog nuklearnog sveučilišta MEPhI, doktor fizike i matematike / NRNU MEPhI
"Da budem iskren, nemam pojma gdje na Zemlji možete podnijeti toliko velik pritisak", kaže Nikolaj Kudryashov. - Jasno je da su teoretičari davno sve izračunali, a na ovom tlaku i naznačenoj temperaturi vodik bi trebao postati metalni, međutim, kao što znamo, teorija i praksa ponekad se bitno razlikuju. Sada je većina istraživača sklona vjerovati da ovaj eksperiment nije bio čist. Važno je da to nitko ne može ponoviti, a "ponovljivost" je glavni zadatak u znanosti ".
Ipak, ruski teorijski fizičari s MEPhI, uključujući i samog Kudryashova, izračunali su da bi faza metalnog vodika dobivenog od Diaz i Silver bila pri tlaku od pet milijuna atmosfera i temperaturi minus 268 stupnjeva Celzija.
Za proračun je korišten Eliashbergov sustav jednadžbi koji najpreciznije omogućava određivanje kritične temperature za prijelaz tvari u supravodljivo stanje. Rješenje ovog sustava omogućilo je izračunavanje kritične temperature prijelaza metalnog vodika u superprovodnik. Međutim, pokazalo se da je ta temperatura znatno niža od sobne temperature i jednaka je minus 58 stupnjeva Celzijusovih.
"Naravno, takva temperatura neće ometati brojne tehničke primjene supravodiča, ali pod uvjetom da je moguće dobiti metalni vodik u velikim količinama. U međuvremenu, još uvijek se mora dokazati čak i proizvodnja male količine metalnog vodika ", objasnio je Kudryashov.
Što se tiče profesora sa Sveučilišta Harvard Isaaca Silvera, on trenutno pravi nove dijamantske vibracije za dobivanje metalnog vodika.
Anna Urmantseva