Новости химической науки > Исследователям удалось получить металлический дейтерий

Группе исследователей из Национальной Лаборатории Сандии, работающей совместно с коллегами из Университета Ростока, удалось сжать жидкий дейтерий до состояния, в котором он приобрел свойства металла. Исследователи предполагают, что разработанная ими методика приближает исследователей к заветной цели – получению твердого металлического водорода.

Схематическая фазовая диаграмма водорода. На графике показаны четыре известные твердые фазы водорода I-IV и две наблюдаемые жидкие фазы наряду с предсказанной фазой атомизированной жидкости. (Рисунок из Science, 2015: Vol. 348 no. 6242, 1455)

Еще в 1935 году Хиллард Белл Хангтинтон (Hillard Bell Huntington) и Ойген Вигнер (Eugene Wigner) впервые опубликовали теоретические выкладки, в которых говорилось, что при достижении определенного (очень высокого) давления можно сжать водород до твердого металлического состояния. Вот уже 80 лет многочисленные группы исследователей пытаются доказать правильность этих теоретических выкладок, но, увы, безуспешно. В новой работе исследователи сообщают о том, что им удалось разработать новый способ, позволяющий достичь нужного давления.

Помимо пальмы первенства за получение твердого металлического водорода и прилагающегося к этой пальме первенства почета достижение цели, к которой физики идут уже восемь десятилетий, может оказаться полезным, например, для изучения других планет, гравитация которых может обеспечить достижение такого давления.

До настоящего времени все методики сжатия водорода основывались на сжатии образцов водорода с помощью «алмазной наковальни» – эксперименты с ее применением доказали, что металлизировать можно если не сам водород, то соединения, в которых его содержание высоко.

Описывая новый эксперимент, исследователи отмечают, что применение алмазной наковальни для перевода водорода в металлическое состояние вряд ли может привести к желаемому результату из-за увеличения реакционной способности водорода, сжатого до высокого давления. По этой причине они решили выбрать другой путь – они использовали оборудование, способное создавать магнитное поле до 20 Мегагаусс и с помощью этого оборудования сжали образец жидкого дейтерия, а затем, воздействуя электрическим током, вызывали шоковую волну в образце дейтерия.

Когда материал был сжат, исследователи измерили отражаемость образца – обычный способ для идентификации металла. По мере сжатия образец переходил из прозрачного состояния в отражаемое, что позволило исследователям говорить о том, что сжимаемый дейтерий превращался из изолятора в проводник I рода.

Полученные результаты говорят о том, что в настоящий момент мы находимся к получению металлического водорода настолько близко, насколько это возможно, и исследователи из Ростока надеются, что вскоре этот участок пути будет пройден или ими, или кем-то другими.

Источник: Science, 2015: Vol. 348 no. 6242, 1455; DOI: 10.1126/science.aaa7471

метки статьи: #природа химической связи, #физическая химия, #химия твердого тела