`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Что для вас является метрикой простоя серверной инфраструктуры?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Виталий Кобальчинский

Металлический водород открыт, осталось убедить сомневающихся

+66
голосов

В октябре было обнародовано открытие, способное навсегда изменить окружающий мир. Пока же, сама информация о том, что оно сделано, породила нешуточные «водородные войны» в научных кругах.

Началось все с того, что гарвардский ученый Сильвера со знаковым для физики именем Исаак (Isaac Silvera) пригласил несколько своих коллег зайти в его лабораторию — посмотреть на то, что, возможно, существует в единственном экземпляре во всей Вселенной. На следующее утро у его дверей выстроилась очередь, и лишь в 6 часов вечера Оливейра остановил поток желающих бросить взгляд в окуляр микроскопа на серебряную с красноватым отливом точку, зажатую между двумя алмазными пластинами.

Металлический водород открыт, осталось убедить сомневающихся

Ученые уже давно научились получать водород в виде жидкого металла — субстанцию, из которой, как считают, состоит ядро газовых гигантов, таких как Юпитер. Для этого они подвергают нагретый водород воздействию высокого давления. Сильвейра же уверяет, что сделал нечто более экзотическое и трансформировал водород при низких температурах в твёрдый металл.

В обычном состоянии при криогенных температурах водород пребывает в жидком состоянии, но с повышением давления быстро трансформируется в твёрдую неметаллическую фазу. Юджин Вигнер (Eugene Wigner) и Хиллард Белл Хантингтон (Hillard Bell Huntington) в 1935 г. предсказали, что при давлении выше 25 гигапаскалей твёрдый водород станет проводящим металлом. Но пророками ученые мужи из Принстона оказались никудышними, и указанный порог экспериментаторы безрезультатно перешли уже много десятилетий назад.

Металлический водород открыт, осталось убедить сомневающихся

Давление, полученное между двумя плоскими алмазными поверхностями Сильверой и его сотрудником Ранга Диасом (Ranga Dias) составляет 495 ГПа и намного превышает давление в центре Земли. В таких условиях даже прочности самого твёрдого из известных материалов становится недостаточно и авторам пришлось пойти на ряд ухищрений, чтобы добиться своего. В статье, опубликованной в октябре на сервере ArXive они рассказали, что изобрели новый способ полировки алмазных поверхностей, сводящий к минимуму появление дефектов, делающих алмаз хрупким при сверхвысоких давлениях. Для компенсации возможных оставшихся дефектов, алмазные «тиски» покрыли тонким защитным слоем оксида алюминия. Для того, чтобы исключить все мыслимые причины разрушения кристаллов, зондирование образца осуществлялось с помощью инфракрасного лазерного луча низкой интенсивности.

Именно этот лазер зарегистрировал резкий пик отражательной способности образца при приближении к 500 ГПа. Только тогда исследователи задествовали мощный лазер для проверки методом рамановской спектроскопии достигнутого давления.

Сильвера и Диас допускают, что красноватая точка может быть жидкостью, а не твердым материалом и пока решили не выпускать полученное вещество из алмазной камеры. Однако они убеждены, что это металл, и их аргументы признал убедительными сам Нейл Эшкрофт (Neil Ashcroft) из Корнелльского университета, предсказавший сверхпроводящее состояние водорода почти полвека назад.

Металлический водород открыт, осталось убедить сомневающихся

Казалось бы, это открытие, потребовавшее создания столь невероятных условий, имеет чисто академическое значение. Однако это не совсем так. О ненадежности научных прогнозов уже говорилось, тем не менее остаётся небольшой шанс, что окажется правдой ещё одна гипотеза — что, подобно синтезируемому в похожей обстановке кристаллическому углероду (алмазу), металлический водород будет метастабилен и сохранит полученные облик и свойства при обычном давлении и температуре.

Это значит, что первый сверхпроводник для комнатных условий, возможно, уже создан.

Неудивительно, что статья, вышедшая на днях уже в авторитетном журнале Science, вызвала немалый переполох. Одни из экспертов, такие как Михаил Еремец из Института химии им. Макса Планка (Германия), запросили дополнительные доказательства, другие, как Юджин Грегорянц (Eugene Gregoryanz) из Эдинбургского университета (Шотландия) заняли открыто враждебную позицию: «Не могу найти достаточно резких слов, чтоб охарактеризовать это».

Основные возражения критиков связаны с постановкой эксперимента и интерпретацией результатов. Так, Александр Гончаров из Научного института Карнеги предполагает, что отражать луч лазера может алюминий (прозрачный оксид алюминия) защитного покрытия, ведущий себя аномально при высоком давлении.

Кроме того, выше 400 ГПа водород становится черным, что затрудняет его мониторинг. Еремец и другие не убеждены даже, что заявленное давление было в самом деле получено. Обычно, для подтверждения этого используется непрерывная лазерная рамановская спектроскопия. Сильвера и Диас были вынуждены оценивать давление по количеству поворотов винта на алмазных тисках. На контрольных экспериментах настаивает и Раймонд Джинлоз (Raymond Jeanloz) из Калифорнийского университета в Беркли, который допускает, что блестящая точка может быть не чистым водородом, а результатом его реакции с фрагментами покрытия или уплотняющей вставки при высоком давлении.

Сильвера в ответ заявил, что на чистоту водорода указывают сравнительные измерения отражательной способности центра водородной точки и окружающего уплотнителя, а точность измерения давления подтверждается тщательной калибровкой.

Приступить к дальнейшим экспериментам авторы собирались после публикации первого результата, так как последующие тесты могут привести к разрушению алмазной камеры. Вскоре Сильвера планирует провести дополнительное рамановское зондирование, в ходе которого выяснится, обладает ли образец кристаллической решеткой, характерной для твёрдого металла. В конечном итоге, ученые снимут винты и откроют камеру, чтобы проверить металл на метастабильность.

А затем, при любом исходе, будут новые эксперименты. Одной статьи маловато, чтобы остановить «водородную войну».

+66
голосов

Напечатать Отправить другу

Читайте также

Интрига продолжается. Independent вчера сообщила, что при зондировании лазером один из алмазов рассыпался в пыль и "единственный в мире образец металлического водорода" потерялся в обломках. Был ли он метастабилен или не был, науке все ещё неизвестно. Многие так и не убеждены, что он был вообще открыт. Но Сильвера с Диасом утверждают, что за время, прошедшее с прошлой публикации, смогли исключить возможность того, что металлический блик могло давать алюминиевое покрытие на алмазных тисках. Они все ещё верят, что где-то там, присыпанный алмазной пылью, покоится первый комнатный сверхпроводник, полученный человечеством.

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT