Заправим звездолеты металлическим водородом?
Металлический водород был "героем" легендарного советского фильма "Расписание на послезавтра". Им грезили невероятно умные ученики физико-математической школы имени Льва Ландау при Институте физики АН СССР, в которой преподавали настоящие академики. В то время - в 1978 году, когда лента вышла на экраны, экзотическое вещество существовало лишь в теории. Впервые о том, что водород может быть металлическим, заговорили в 1935 году. Физики уверяли: в металл он превратится от сильного сжатия. Я представлял себе нечто фантастическое - эдакий таинственный кубик, обладающий сверхъестественными свойствами.
Водород сжимали, но в металл он никак не превращался. Теоретики даже засомневались, а не ошиблись ли они в расчетах.
И вот сенсация: на днях стало известно, что Исаак Сильвера из Гарвардского университета и его аспирант Ранга Диас наконец-то получили небывалую субстанцию. О чем проинформировал авторитетный научный журнал Science.
- Для физиков это все равно, что Святой Грааль для верующих, - заявил Сильвера. - Это первый образец металлического водорода на Земле - то, что прежде никогда здесь не существовало.
Не исключено однако, что можно отыскать и самородный металлический водород. Вроде бы он должен находиться внутри планет - газовых гигантов. Например, глубоко в недрах Юпитера и Сатурна, там, где давление сравнимо с достигнутым в Гарвардском университете.
Ученые использовали так называемую ячейку с алмазными наковальнями - установку с крошечной камерой. Вещество, помещенное внутрь, сжимают два усеченных алмазных конуса, которые упираются друг в друга. Давление в месте соприкосновения становится чудовищным.
Сильвера и Диас сдавили водород, как никто прежде - почти до 50 миллионов атмосфер. Давление в центре ядра Земли в десятки раз меньше. И его хватило, чтобы молекулы водорода сблизились, распались на атомы, ядра которых потеряли электроны и выстроились в решетку. Словом, газ - самый легкий во Вселенной - превратился в металл. Его видно в микроскоп сквозь прозрачные алмазы. Блестит.
Теперь Сильвере и Диасу предстоит убедить коллег, что их водород действительно стал металлическим. А коллегам надо будет повторить эксперимент. Только тогда его признает научное сообщество.
Схожая ситуация была с многострадальным бозоном Хиггса: его предсказали, десятки лет не могли найти, разочаровались, потом не верили, что эту частицу "поймали", и наконец дали за нее Нобелевскую премию. И за металлический водород, скорее всего, дадут.
Экзотическому веществу прочат светлое будущее. Металлический водород должен демонстрировать сверхпроводящие свойства даже при высоких температурах. Ток по проводам из него двигался бы без сопротивления, что в масштабах планеты дало бы колоссальную экономию электричества.
Из металлического водорода получились бы накопители электроэнергии - лучше любых аккумуляторов. Такие позволили бы создать даже левитирующие автомобили.
И наконец, металлический водород - это идеальное топливо для космических кораблей. Оно более чем в четыре раза эффективнее любого другого. Разве что антивещество может с ним сравниться.
|
КОММЕНТАРИЙ СПЕЦИАЛИСТА
Сенсация требует подтверждения
- Многие физики высказывают сомнения в том, что же на самом деле получили Сильвера и Диас, - комментирует открытие Артем Оганов, профессор Сколтеха, МФТИ, Университета штата Нью-Йорк, специалист по физике и химии высоких давлений. - Но лично мне их результаты кажутся очень правдоподобными. Внутренних противоречий в работе я не увидел. Вопрос в том, как доказать, что полученная фаза обладает металлическими свойствами. Самое прямое доказательство - измерение электропроводности или отражающей способности. Но это еще предстоит сделать.
Идут споры о том, сохранит ли водород металлические свойства при снятии давления. Думаю, что шансы тут минимальные. Какие-то материалы, например алмазы, сохраняются при снятии давления. А какие-то переходят в другие состояния. И с водородом может такое случиться. Потому, увы, я сомневаюсь насчет практического применения этого крайне любопытного материала.
