Учёные создали проводник будущего. На это ушло почти 90 лет

За последние несколько лет разные учёные неоднократно заявляли о создании металлического водорода — внеземного вещества, встречающегося в центре газовых гигантов (планет без твёрдой поверхности). Однако научное сообщество скептически относилось к подобным заявлениям. Спустя почти 90 лет после появления теории о существовании этого материала французские исследователи смогли его синтезировать. Ожидается, что это будет электропроводник будущего.

Ещё в 1930-х годах британский учёный Джон Бернал предположил, что при высоком давлении атомарный водород, состоящий из одного протона и одного электрона, способен обладать свойствами щелочных металлов. В 1935-м Юджин Вигнер и X. Б. Хантингтон подтвердили эту теорию в ходе расчётов, согласно которым молекулярный водород переходит в атомарную металлическую фазу при давлении около 25 ГПа. Позже научное сообщество пришло к выводу, что давление должно быть на порядок выше.

Группа французских исследователей во главе с Полом Лубейром опубликовала статью с описанием своих наблюдений за металлическим водородом под давлением, превышающим давление внутри ядра Земли. В ходе эксперимента им удалось получить твёрдый молекулярный водород путём сжатия газообразного между алмазными наконечниками (своеобразная наковальня) под давлением около 310 ГПа.

Смена фаз водорода при воздействии разными давлениями: 315, 427 и 300 ГПа

Успешно синтезировать металлический водород удалось не в последнюю очередь благодаря опыту других исследователей. Чтобы не повторять ошибок своих коллег, у которых в ходе подобных экспериментов ломались алмазные наконечники, французские учёные изменили их форму. Они сделали вершины алмазных наконечников не плоскими, а тороидальными, с углублением в центре. Благодаря этому они выдерживают давления до 600 ГПа.

Алмазный наконечник французских учёных. Диаметр кольцевых трещин по центру составляет примерно 150 микрон

Исследователи утверждают, что они сжали газообразный водород настолько, что появившиеся в нём квантовые эффекты позволило электронам проходить через образец, как в металле. Считается, что металлический водород может использоваться в качестве проводника для электроники будущего и элементом нового ракетного топлива.

«Я считаю, что это действительно открытие, достойное Нобелевской премии», — заявил физик из Аргоннской национальной лаборатории Мэддери Сомаязулу.

Источник: 4PDA

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *