Metalni vodonik

Metalni vodonik, koji je pod pritiskom reda od četiri i po miliona atmosfera, može imati najvišu kritičnu temperaturu tranzicije u seriji visokotemperaturnih provodnika. Prema preliminarnim proračunima italijansko-nemačke grupe teoretskih fizičara, kritična temperatura elementa je 242 K (minus trideset jedan stepen Celzijusa).

Gas vodika se pretvara u tečnost na temperaturi od 20 K. Ako se temperatura spusti za još 6 K, moguće je preneti element u čvrsto stanje. Hanington i Wigner su 1935. godine predložili proizvodnju vodonika u laboratoriji. Prema njihovom mišljenju, bilo je potrebno koristiti visok pritisak - oko 25 GPa (jedan GPa je približno jednak deset tisuća atmosfera). Stoga, pod uticajem visokog pritiska, element postaje izotop vodonika - od dielektričnog elementa do provodnog elementa. Treba napomenuti da gas u početnom stanju ima provodne karakteristike. Kao i metali, element vrši električnu energiju i možda nije u čvrstom stanju. Drugim rečima, vodonik može biti i tečnost sa metalnim svojstvima.

1971. objavljen je rad sovjetskih teoretskih naučnika na čelu sa Kaganom. Grupa fizičara tvrdila je da metalni vodonik može biti metastabilan. To znači da nakon prestanka izlaganja povećanom pritisku, element neće ići u prvobitno stanje - gas koji ima dielektrične osobine. Pored toga, i dalje je nejasno da li će ova faza biti dovoljno duga da ima vremena za upotrebu metalnog vodonika.

Prvi uspeh u pilot planu primljen je 1975. godine u februaru. Grupa naučnika na čelu sa Vereshchaginom stvorila je metalni vodonik. Pod uticajem temperature od 4,2 K u tankom sloju elementa, smanjenje električnog otpornosti gasa za milion puta je takođe zabeleženo kod dijamantskih nakovnja podložnih pritisku od 300 GPa. Ovo ukazuje na prelaz vodonika u metalik stanje.

Za dobijanje visokog pritiska koristi se nakit od dijamanta. Ona je predstavljena u obliku dva veštačka dijamanta, a tačke pritiskaju jedni s drugima pomoću štampe. Kao rezultat, na rezu, čiji je prečnik odreñen par desetina milimetra, formira se potreban pritisak. Hlađeni uzorak se nalazi u ovoj ćeliji u ćeliji. Na uzorak na istom mestu dovodi se oprema: miniaturni termoelementi, elektrode i drugi merni uređaji.

Sledeća faza u radu naučnika bila je da se razjasni mogućnost naknadnog prelaska metalnog stanja u stanje supersionog stanja. Prvi koji je postavio ovaj problem bio je Neil Ashcroft. Teoretičar je predvideo da će "metalni" vodonik imati "egzotične" osobine pod uticajem visokih temperatura preko 200 K.

Nedavno je objavljen rad njemačkih i italijanskih fizičara. Autori tvrde da je zbog elektron-fononskog mehanizma za formiranje Couperovih para postignuta rekordna kritična temperatura od 242 K. Pored toga, neophodna je i visokotlačna akcija - oko 450 GPa, a to je četiri i po miliona Vremenska atmosferski pritisak.

U slučaju elektronsko-fononske formacije parova Coopera tokom kretanja u periodičnoj mreži u kristalu, elektron privlači najbliže ione koji se naplaćuju pozitivno. U ovom slučaju postoji nebitna deformacija rešetke, a za kratko vreme povećava se koncentracija pozitivnog naboja. Zbog povećane koncentracije, privlači se još jedan elektron. Dakle, privlači se oba elektrona. Na nultoj temperaturi, joni vibriraju blizu ravnoteže. Fononi su kvanti podaci oscilacija.