Pendant 80 années consécutives, «l'humanité scientifique» a lutté pour créer de l'hydrogène métallique. C'est devenu littéralement une idée fixe: pour obtenir l'émergence d'un métal idéal avec supraconductivité à température ambiante, le «remplissage» du carburant de fusée le plus puissant, le matériau pour créer un «bouclier» d'une bombe à neutrons.
La transition vers le "stade du métal" a été confirmée en 1935 par Eugene Wigner et Bell Huntington. Ils ont fait valoir qu'à température ambiante, l'hydrogène se transforme en une forme métallique à une pression de 25 GPa et commence à présenter les propriétés d'un supraconducteur. Depuis lors, les physiciens qui travaillent avec des pressions élevées, il semblait que cela valait la peine d'un petit «ajout», comme le prédit se produira: l'hydrogène deviendra solide. Cependant, la pression initialement calculée de 300 000 atmosphères est déjà passée à 5 millions et l'hydrogène métallique n'a pas encore été obtenu.
Techniquement, il est pratiquement impossible d'atteindre une telle pression sur Terre, même au cœur de notre planète, la pression ne dépasse pas trois millions d'atmosphères. Après que la pression ait «dépassé» un million, il est devenu clair que nous devions prendre quelque chose de plus dur, par exemple des diamants, construire des pinces et presser, en minimisant autant que possible le point d'application de la force. Un tel étau diamant a été créé, utilisé par des scientifiques de l'Université Harvard (Isaac Silver, Thomas D. Cabot, Ranga Diaz) et a réussi à atteindre le stade de l'hydrogène métallique, qui a été heureusement rapporté au monde entier dans la revue Science.
Et voici la malchance: dès qu'Isaac Silver et ses collègues étaient sur le point de le retirer, l'un des diamants s'est effondré en "grains de poussière", et l'échantillon lui-même a disparu irrévocablement - personne n'a pu le trouver. Cela semble, bien sûr, très intriguant, mais en fait, comme le disent les physiciens, il n'y a rien de surprenant à cela. Une pression de cinq millions d'atmosphères est précisément la force ultime d'un diamant. Lorsque le stress est supprimé, les chambres sont détruites assez souvent. L'un des diamants s'est complètement effondré et l'hydrogène, apparemment, est passé à l'état gazeux. Il faut comprendre que nous parlons d'une dose microscopique d'une substance. Pour obtenir la pression «folle», les diamants sont aiguisés et pressés dans un joint métallique avec un trou au milieu. Le gaz est pompé dans un petit espace (10 à 50 microns). Il a été comprimé à l'état de métal, car, selon les scientifiques,de transparent à opaque. La perte de transparence est le principal critère de transformation d'un gaz en métal.
La perte du seul échantillon d'hydrogène métallique au monde a divisé le monde en deux moitiés: un groupe de scientifiques estime que l'échantillon contenant de l'hydrogène métallique existait, tandis que d'autres sont de plus en plus enclins à croire que ce n'était que le rêve d'un professeur vieillissant - Isa
Valentin Nikolaevich Ryzhov - Directeur adjoint de la science de l'Institut de physique des hautes pressions nommé d'après L. F. Vereshchagina, docteur en sciences physiques et mathématiques / Institut de physique des hautes pressions nommé d'après L. F. Vereshchagin
Directeur adjoint de la science, Institut de physique des hautes pressions LF Vereshchagina Valentin Nikolaevich Ryzhov, docteur en physique et mathématiques, est du côté des optimistes: «Il semble qu'Isaac Silver ait eu de l'hydrogène opaque après tout. Mais cela ne pouvait pas être de l'hydrogène métallique pur, mais son état semi-conducteur. Mon collègue Mikhail Eremets, un ancien employé de notre institut, a également reçu à un moment donné un état de semi-conducteur de l'hydrogène, après quoi Isaac Silvera et la société ont écrit une lettre réfutant sa découverte. Maintenant que Silver a publié ses résultats, des lettres sont apparues «dans le sens inverse», qui déclarent que les expériences qu'il a menées ne sont pas suffisamment convaincantes pour parler d'une découverte à l'échelle mondiale. Je pense qu'aux pressions indiquées, de l'hydrogène métallique pourrait encore surgir,mais il n'est pas capable d'être dans un état métastable dans des conditions normales. Par conséquent, lorsque Silvera a voulu le retirer, l'échantillon est simplement entré dans le gaz."
Mais le chef du département de mathématiques appliquées de l'Université nationale de recherche nucléaire "MEPhI", docteur en sciences physiques et mathématiques Nikolai Alekseevich Kudryashov est enclin à croire que toute l'histoire de l'hydrogène métallique d'Isaac Silver n'est qu'un grand désir, qui est passé pour une réalité.
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Nikolay Alekseevich Kudryashov - Chef du Département de mathématiques appliquées, Université nationale de recherche nucléaire MEPhI, docteur en physique et mathématiques / NRNU MEPhI
«Pour être honnête, je ne sais pas où sur Terre vous pouvez supporter autant de pression», déclare Nikolai Kudryashov. - Il est clair que les théoriciens ont tout calculé il y a longtemps, et à cette pression et à la température indiquée, l'hydrogène devrait devenir métallique, cependant, comme nous le savons, la théorie et la pratique diffèrent parfois fondamentalement. Aujourd'hui, la plupart des chercheurs sont enclins à croire que cette expérience n'était pas propre. L'important est que personne ne puisse le répéter, et la «répétabilité» est la tâche principale de la science ».
Néanmoins, les physiciens théoriciens russes du MEPhI, y compris Kudryashov lui-même, ont calculé qu'à une pression de cinq millions d'atmosphères et une température de moins 268 degrés Celsius, la phase d'hydrogène métallique obtenue par Diaz et Silver serait supraconductrice.
Pour les calculs, le système d'équations d'Eliashberg a été utilisé, qui permet le plus précisément de déterminer la température critique pour la transition d'une substance vers un état supraconducteur. La solution de ce système a permis de calculer la température critique de la transition de l'hydrogène métallique en supraconducteur. Cependant, il s'est avéré que cette température est beaucoup plus basse que la température ambiante et est égale à moins 58 degrés Celsius.
«Bien entendu, une telle température n'interférera pas avec de nombreuses applications techniques des supraconducteurs, mais à condition qu'il soit possible d'obtenir de l'hydrogène métallique en grande quantité. En attendant, même la production d'une petite quantité d'hydrogène métallique doit encore être prouvée », a expliqué Kudryashov.
Quant au professeur Isaac Silver de l'Université Harvard, il fabrique actuellement un nouvel étau diamant pour obtenir de l'hydrogène métallique.
Anna Urmantseva