Per 80 anni consecutivi "l'umanità scientifica" ha lottato per creare idrogeno metallico. È diventata letteralmente un'idea fissa: ottenere l'emergere di un metallo ideale con superconduttività a temperatura ambiente, il "riempimento" del più potente carburante per missili, il materiale per creare uno "scudo" da una bomba a neutroni.
La transizione allo "stadio del metallo" fu confermata nel 1935 da Eugene Wigner e Bell Huntington. Hanno sostenuto che a temperatura ambiente l'idrogeno si trasformerà in una forma metallica a una pressione di 25 GPa e inizierà a mostrare le proprietà di un superconduttore. Da allora, ai fisici che lavorano con pressioni elevate, è sembrato che valesse la pena una piccola "aggiunta", come avverrà il predetto: l'idrogeno diventerà solido. Tuttavia, la pressione calcolata inizialmente di 300 mila atmosfere è già aumentata a cinque milioni e l'idrogeno metallico non è stato ancora ottenuto.
Tecnicamente, è praticamente impossibile ottenere una tale pressione sulla Terra, anche nel nucleo del nostro pianeta, la pressione non supera i tre milioni di atmosfere. Dopo che la pressione ha "superato" il milione, è diventato chiaro che avremmo dovuto prendere qualcosa di più duro, ad esempio i diamanti, costruirci delle pinze e premere, riducendo al minimo il punto di applicazione della forza il più possibile. Tale morsa di diamante è stata creata, utilizzata dagli scienziati dell'Università di Harvard (Isaac Silver, Thomas D. Cabot, Ranga Diaz) ed è riuscita a raggiungere lo stadio dell'idrogeno metallico, che è stato felicemente riportato a tutto il mondo sulla rivista Science.
Ed ecco la sfortuna: non appena Isaac Silver ei suoi colleghi stavano per estrarlo, uno dei diamanti si sbriciolò in "granelli di polvere", e il campione stesso scomparve irrevocabilmente - nessuno fu in grado di trovarlo. Sembra, ovviamente, molto intrigante, ma in realtà, come dicono i fisici, non c'è nulla di sorprendente in questo. Una pressione di cinque milioni di atmosfere è precisamente la forza ultima di un diamante. Quando lo stress viene rimosso, le camere vengono distrutte abbastanza spesso. Uno dei diamanti è collassato completamente e l'idrogeno, a quanto pare, è andato allo stato gassoso. Bisogna capire che stiamo parlando di una dose microscopica di una sostanza. Per ottenere la pressione "folle", i diamanti vengono affilati e pressati in una guarnizione di metallo con un foro nel mezzo. Il gas viene pompato in uno spazio minuscolo (10-50 micron). Era compresso allo stato del metallo, poiché, secondo gli scienziati,da trasparente a opaco. La perdita di trasparenza è il criterio principale per la trasformazione di un gas in un metallo.
La perdita dell'unico campione al mondo di idrogeno metallico ha diviso il mondo in due metà: un gruppo di scienziati ritiene che il campione con idrogeno metallico esistesse, mentre altri sono sempre più inclini a credere che fosse solo il sogno di un professore anziano - Isa
Valentin Nikolaevich Ryzhov - Vicedirettore per la scienza dell'Istituto di fisica ad alta pressione dal nome L. F. Vereshchagina, dottore in scienze fisiche e matematiche / Istituto di fisica ad alta pressione dal nome L. F. Vereshchagin
Vicedirettore per la scienza, Istituto di fisica dell'alta pressione LF Vereshchagina Valentin Nikolaevich Ryzhov, dottore in fisica e matematica, è dalla parte degli ottimisti: “Sembra che Isaac Silver abbia ottenuto l'idrogeno opaco, dopotutto. Ma questo non potrebbe essere l'idrogeno metallico puro, ma il suo stato semiconduttore. Anche il mio collega Mikhail Eremets, un ex dipendente del nostro istituto, un tempo ha ricevuto uno stato semiconduttore di idrogeno, dopo di che Isaac Silvera e l'azienda hanno scritto una lettera confutando la sua scoperta. Ora che Silver ha pubblicato i suoi risultati, sono apparse lettere "nella direzione opposta", in cui si afferma che gli esperimenti che ha eseguito non sono abbastanza convincenti per parlare di una scoperta su scala globale. Penso che alle pressioni indicate, potrebbe ancora sorgere idrogeno metallico,ma non è in grado di essere in uno stato metastabile in condizioni normali. Pertanto, quando Silvera ha voluto estrarlo, il campione è andato semplicemente a gas ".
Ma il capo del Dipartimento di Matematica Applicata dell'Università Nazionale di Ricerca Nucleare "MEPhI", Dottore in Scienze Fisiche e Matematiche Nikolai Alekseevich Kudryashov è incline a credere che l'intera storia con l'idrogeno metallico di Isaac Silver sia solo un grande desiderio, che viene spacciato per realtà.
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Nikolay Alekseevich Kudryashov - Capo del Dipartimento di Matematica Applicata, Università Nazionale di Ricerca Nucleare MEPhI, Dottore in Fisica e Matematica / NRNU MEPhI
"Ad essere onesti, non ho idea di dove diavolo puoi sopportare tanta pressione", dice Nikolai Kudryashov. - È chiaro che i teorici hanno calcolato tutto molto tempo fa, e a questa pressione e alla temperatura indicata l'idrogeno dovrebbe diventare metallico, tuttavia, come sappiamo, teoria e pratica a volte differiscono fondamentalmente. Ora la maggior parte dei ricercatori è incline a credere che questo esperimento non sia stato pulito. L'importante è che nessuno possa ripeterlo e la “ripetibilità” è il compito principale della scienza”.
Tuttavia, i fisici teorici russi di MEPhI, incluso lo stesso Kudryashov, hanno calcolato che a una pressione di cinque milioni di atmosfere e una temperatura di meno 268 gradi Celsius, la fase dell'idrogeno metallico ottenuta da Diaz e Silver sarebbe superconduttiva.
Per i calcoli è stato utilizzato il sistema di equazioni di Eliashberg, che consente di determinare in modo più accurato la temperatura critica per la transizione di una sostanza in uno stato superconduttore. La soluzione di questo sistema ha permesso di calcolare la temperatura critica di transizione dell'idrogeno metallico in un superconduttore. Tuttavia, si è scoperto che questa temperatura è molto più bassa della temperatura ambiente ed è pari a meno 58 gradi Celsius.
“Ovviamente una tale temperatura non interferirà con numerose applicazioni tecniche dei superconduttori, ma a condizione che sia possibile ottenere idrogeno metallico in grandi quantità. Nel frattempo, anche la produzione di una piccola quantità di idrogeno metallico deve ancora essere dimostrata”, ha spiegato Kudryashov.
Per quanto riguarda il professore Isaac Silver dell'Università di Harvard, sta attualmente realizzando una nuova morsa di diamante per ottenere l'idrogeno metallico.
Anna Urmantseva
