Ученые смогли превратить водород в металл

Если не увлекаться химией, то можно подумать, что металлическое состояние — это характеристика лишь определенных элементов. Однако "металл" — лишь простое определение субстанций, в которых электроны могут свободно двигаться. Эти электроны и создают металлические свойства, вроде хорошей проводимости или приятного блеска. Но это не эксклюзивное состояние конкретных химических элементов — главное создать нужное давление и в металл можно превратить те элементы, о которых вы даже не подозревали.

В 1935 году ученые предположили, что самый простой элемент в природе — водород, тоже может стать металлическим, если создать необходимое давление. В то время расчеты указали на то, что потребуется давление в 25 гигапаскалей для запуска перехода в металл. Для справки: один гигапаскаль в 10 тысяч раз выше атмосферного давления. Данная цифра была совершенно недостижима на тот момент. 

Лишь в прошлом году ученые смогли достичь давления, при котором водород стал разделяться на отдельные атомы. Правда для этого потребовалось в 15 раз больше давления, чем предполагалось 80 лет назад — 380 гигапаскалей. А недавно пара исследователей из Гарварда смогла пойти еще дальше. Им удалось превратить водород в металл.

По нынешним вычислениям переход водорода в металлическое состояние потребовал достичь давления еще на 100 гигапаскалей больше. Попутно с этим открытием исследователи Ранга Диаз и Айзек Сильвера выяснили, что классический способ достижения давления при помощи двух алмазов, не справляется с поставленной целью. Решение проблемы потребовало полировки поверхности алмазов, их охлаждения и использования альтернативных источников света, так как привычные лазеры приводили к провалу эксперимента.

В итоге исследователи смогли добраться до отметки между 465 и 495 гигапаскалями — в этих условиях водород стал блестеть, что является ключевой особенностью металла.

На данный момент исследователи сами не знают, какую форму принял металлический водород — твердую или жидкую. По их вычислениям водород должен был стать твердым. 

В ближайшем будущем команда будет проверять при какой температуре водород остается металлическим. Предположительно он обладает мета-стабильными характеристиками — то есть сохраняет свою металлическую структуру даже при повышении температуры и снижении давления.