80 gadus pēc kārtas "zinātniskā cilvēce" cīnās par metāliska ūdeņraža radīšanu. Burtiski tā kļuva par fiksētu ideju: panākt ideāla metāla parādīšanos ar supravadītspēju istabas temperatūrā, jaudīgākās raķešu degvielas "piepildīšanu", materiālu "vairoga" izveidošanai no neitronu bumbas.
Pāreju uz "metāla skatuvi" 1935. gadā attaisnoja Eugene Wigner un Bell Huntington. Viņi apgalvoja, ka istabas temperatūrā ūdeņradis pārveidosies metāliskā formā ar spiedienu 25 GPa un sāks parādīt supravadītāja īpašības. Kopš tā laika fiziķiem, kuri strādā ar augstu spiedienu, šķita, ka ir vērts nedaudz “papildināt”, jo notiks pareģotais: ūdeņradis kļūs ciets. Tomēr sākotnēji aprēķinātais spiediens 300 tūkstoši atmosfēru jau ir pieaudzis līdz pieciem miljoniem, un metāliskais ūdeņradis vēl nav iegūts.
Tehniski ir praktiski neiespējami sasniegt šādu spiedienu uz Zemes, pat mūsu planētas kodolā spiediens nepārsniedz trīs miljonus atmosfēru. Pēc tam, kad spiediens “pārsniedza” miljonu, kļuva skaidrs, ka mums būs jāņem kaut kas visgrūtākais, piemēram, dimanti, no tiem jākonstruē knaibles un jānospiež, pēc iespējas samazinot spēka pielietošanas punktu. Šāds dimanta vise tika izveidots, to izmantoja Hārvarda universitātes zinātnieki (Īzaks Sudrabs, Tomass D. Kabots, Ranga Diaza) un izdevās sasniegt metāliskā ūdeņraža pakāpi, par kuru laimīgi ziņoja visai pasaulei žurnālā Science.
Un šeit ir slikta veiksme: tiklīdz Īzaks Sudrabs un viņa kolēģi grasījās to izvilkt, viens no dimantiem sagrūda “putekļu plankumos”, un pats paraugs neatgriezeniski pazuda - neviens to nespēja atrast. Tas, protams, izklausās ļoti intriģējoši, bet patiesībā, kā saka fiziķi, šajā nav nekā pārsteidzoša. Piecu miljonu atmosfēras spiediens ir tieši dimanta stiprā puse. Kad stress tiek noņemts, kameras tiek iznīcinātas diezgan bieži. Viens no dimantiem pilnībā sabruka, un ūdeņradis acīmredzot nonāca gāzveida stāvoklī. Jāsaprot, ka mēs runājam par vielas mikroskopisku devu. Lai iegūtu "trako" spiedienu, dimanti tiek asināti un iespiesti metāla blīvē ar caurumu vidū. Gāze tiek iesūknēta nelielā telpā (10-50 mikroni). Viņš tika saspiests līdz metāla stāvoklim, jo, pēc zinātnieku domām,no caurspīdīgas līdz necaurspīdīgai. Caurspīdīguma zaudēšana ir galvenais kritērijs gāzes pārvēršanai metālā.
Vienīgā metāliskā ūdeņraža parauga zaudēšana sadalīja pasauli divās daļās: viena zinātnieku grupa uzskata, ka paraugs ar metālisku ūdeņradi patiešām pastāv, bet citi arvien vairāk tiecas uzskatīt, ka tas bija tikai novecojoša profesora - Īzas sapnis.
Valentīns Nikolajevičs Ryžovs - Augstspiediena fizikas institūta direktora vietnieks zinātnes vārdā L. F. Veresčagina, fizisko un matemātisko zinātņu doktors / Augstspiediena fizikas institūts, nosaukts pēc L. F. Veresčagins
Augstspiediena fizikas institūta direktora vietnieks zinātnes jautājumos LF Veresčagina Fizikas un matemātikas doktors Valentīns Nikolajevičs Ryžovs ir optimistu pusē: “Liekas, ka Īzaks Sudrabs galu galā ieguva necaurspīdīgu ūdeņradi. Bet tas nevarētu būt tīrs metālisks ūdeņradis, bet gan tā pusvadīšanas stāvoklis. Mans kolēģis Mihails Eremets, bijušais mūsu institūta darbinieks, reizē arī saņēma pusvadītāja stāvokli ūdeņradī, pēc kura Īzaks Silvera un uzņēmums uzrakstīja vēstuli, kurā atspēkoja viņa atklājumus. Tagad, kad Sudrabs ir publicējis savus rezultātus, ir parādījušās vēstules “pretējā virzienā”, kurās teikts, ka viņa veiktie eksperimenti nav pietiekami pārliecinoši, lai runātu par atklājumu globālā mērogā. Es domāju, ka norādītajos spiedienos joprojām varētu rasties metālisks ūdeņradis,bet normālos apstākļos tas nespēj būt metastabilā stāvoklī. Tāpēc, kad Silvera gribēja to izņemt, paraugs vienkārši gāzās."
Bet Nacionālās pētniecības atomenerģijas universitātes "MEPhI" Lietišķās matemātikas katedras vadītājs, fizisko un matemātisko zinātņu doktors Nikolajs Aleksejevičs Kudrjašovs sliecas uzskatīt, ka viss stāsts ar Īzaka Sudraba metālisko ūdeņradi ir tikai liela vēlme, kas tiek nodota kā realitāte.
Reklāmas video:
Nikolajs Aleksejevičs Kudrjašovs - Nacionālās pētniecības kodolenerģijas universitātes MEPhI Lietišķās matemātikas katedras vadītājs, fizikas un matemātikas doktors / NRNU MEPhI
“Godīgi sakot, man nav ne mazākās nojausmas, kur uz Zemes jūs varat izdarīt tik lielu spiedienu,” saka Nikolajs Kudrjašovs. - Ir skaidrs, ka teorētiķi visu ir aprēķinājuši jau sen, un šajā spiedienā un norādītajā temperatūrā ūdeņradim vajadzētu kļūt metāliskam, tomēr, kā mēs zinām, teorija un prakse dažkārt būtiski atšķiras. Tagad vairumam pētnieku ir tendence uzskatīt, ka šis eksperiments nebija tīrs. Svarīgi ir tas, ka neviens to nevar atkārtot, un “atkārtojamība” ir galvenais zinātnes uzdevums”.
Neskatoties uz to, MEPhI krievu teorētiskie fiziķi, ieskaitot pašu Kudrjašovu, aprēķināja, ka piecu miljonu atmosfēras spiediena un temperatūras mīnus 268 grādi pēc Celsija laikā Diaza un Sudraba iegūtais metāliskā ūdeņraža fāze būtu supravadoša.
Aprēķiniem mēs izmantojām Eliašberga vienādojumu sistēmu, kas visprecīzāk ļauj noteikt kritisko temperatūru vielas pārejai uz supravadīšanas stāvokli. Šīs sistēmas risinājums ļāva aprēķināt kritisko temperatūru metāliskā ūdeņraža pārejā uz supravadītāju. Tomēr izrādījās, ka šī temperatūra ir daudz zemāka par istabas temperatūru un ir vienāda ar mīnus 58 grādiem pēc Celsija.
“Protams, šāda temperatūra netraucēs daudzajiem supravadītāju tehniskajiem pielietojumiem, taču ar nosacījumu, ka ir iespējams iegūt metālisku ūdeņradi lielos daudzumos. Pa to laiku vēl ir jāpierāda neliela daudzuma metāliska ūdeņraža ražošana,”skaidroja Kudrjašovs.
Runājot par Hārvardas universitātes profesoru Īzaku Sudrabu, viņš šobrīd izgatavo jaunu dimanta vise, lai iegūtu metālisku ūdeņradi.
Anna Urmantseva