Ученым удалось довести водород до твердой кристаллической формы

Автор:
kaa
Печать
дата:
8 января 2016 04:22
Просмотров:
2795
Комментариев:
10
Ученым удалось довести водород до твердой кристаллической формы


Британские исследователи считают, что находятся в шаге от достижения теоретически предсказанного состояния водорода, при котором он приобретает свойства металла. Им удалось поместить всем известный газ под такое высокое давление, что он принимает твердую кристаллическую форму, достичь которой ранее не удавалось.

Но это, конечно же, еще не металлический водород. Однако, ученые полагают, что следующим этапом будет его синтез.

Возможность его получения была теоретически предсказана 80 лет назад. Новый материал может найти применение в новом поколении еще более быстрых компьютеров и даже особого ракетного топлива.

"Мы считаем, что нам удалось достичь состояния материала, который, возможно, можно назвать предшествующим получению металлического водорода. Если сравнивать результаты наших экспериментов с тем, как теоретически описывался металлический водород, то можно найти много общего", - рассказал Росс Хоуи, ранее работавший в Эдинбургском университете, а ныне базирующийся в Китае.

Исследователи использовали ячейку с алмазными наковальнями, чтобы сжать образец молекулярного водорода. Конструкция такой ячейки включает в себя два алмаза конической формы, находящихся друг напротив друга. Они направляют сжимающее усилие на пространство диаметром менее миллиметра, в котором находится образец сжимаемого материала.

"Объем используемого водорода не превышает одного кубического микрона, что соизмеримо с размером красного кровяного тельца. Мы используем грубую силу. Мы прикладываем примерно тонну усилия к алмазам, чтобы создать огромное давление", - сказал Филип Далладэй-Симпсон из Эдинбургского университета.

Ученым удалось довести водород до твердой кристаллической формы


В своих экспериментах ученым удается достичь давления в 350 гигапаскалей при комнатной температуре. Это примерно сопоставимо с давлением в центре Земли. Давление на молекулы водорода приводит к тому, что газ переходит в жидкое состояние, а затем в твердое. По мере увеличения давления атомы в молекулах водорода сближаются все плотнее, а электропроводимость в кристаллах возрастает. В итоге атомы водорода должны уплотниться настолько, что их электроны станут общими, как это происходит в металлах. Хотя достичь этой фазы команде ученых пока не удалось, они считают, что находятся в шаге от этого.

"Это должна быть комбинированная структура из разных слоев, в которой слой молекул водорода сменяется слоем атомов",- говорит Хоуи.

В ходе опытов стало более понятно, при каких условиях можно добиться фазы появления металлического водорода. Ученые полагают, что это будет возможно при давлении ниже 450 гигапаскалей при комнатной температуре. Температура среды очень важна, поскольку, если удастся в таких условиях получить металлический водород, то это откроет возможность для создания сверхпроводника. С его помощью ученые надеются повысить быстродействие компьютеров.

"Предсказано, что металлический водород может быть идеальным сверхпроводником, действующим при комнатной температуре. До нынешнего момента создать такой материал не удавалось. Но из-за того, что мы экспериментируем со столь малыми объемами, практическое применение на данном этапе пока не ясно", - сказал Хоуи.

Ученым удалось довести водород до твердой кристаллической формы


В качестве еще одной сферы применения металлического водорода ученые видят создание нового вида топлива для ракет вместо используемого сегодня топлива на основе охлажденного водорода. Также существует предположение, что металлический водород существует в естественном состоянии в недрах некоторых гигантских планет (например Юпитера). Высокое давление и высокая температура в коре Юпитера являются факторами образования жидкой формы металлического водорода. НАСА намерена изучить эту гипотезу с помощью межпланетной станции "Юнона", которая в этом году должна долететь до Юпитера.

0 не понравился
37 понравился пост
 
Незарегистрированные посетители не могут оценивать посты
 
 
 
 

 
 
 
 

Комментарии

 
 

 
 
 
Vitalychez_
Дата:
(8 января 2016 05:10)
#1
Ученым удалось довести водород до твердой кристаллической формы
Британские исследователи считают, что находятся в шаге от достижения теоретически предсказанного состояния водорода

fuwhtf
Томск [ссылка]
19 / 2
 
 
 
 
 
 
Tataram
Дата:
(8 января 2016 12:25)
#2
Они в своей адской наковальне даже не смогли милипуписечку этой субстанции сделать, как они собираются её в промышленных масштабах топлива с компьютерами бацать?
И сразу "а вот на Юпитере, ла ла ла..." biggrin Ох уж эти британские ученые wink
Томск [ссылка]
5 / 6
 
 
 
 
 
 
Kop9IBka
Дата:
(8 января 2016 13:11)
#3
Цитата: Tataram
Ох уж эти британские ученые wink

... не то что вот ты! Тебе-то совершенно ясно, как строятся научные исследования и как выглядит процесс перехода научных разработок в промышленные образцы.
 
фсе фотошоб!
Челябинск [ссылка]
6 / 2
 
 
 
 
 
 
kaa
Дата:
(8 января 2016 15:32)
#4
Цитата: Vitalychez_
Ученым удалось довести водород до твердой кристаллической формы
Британские исследователи считают, что находятся в шаге от достижения теоретически предсказанного состояния водорода

fuwhtf

что тебя удивляет?
 
самый дешевый в мире товар - это ваше мнение обо мне
Москва [ссылка]
1 / 2
 
 
 
 
 
 
enemy
Дата:
(8 января 2016 17:19)
#5
Цитата: kaa8307
Цитата: Vitalychez_
Ученым удалось довести водород до твердой кристаллической формы
Британские исследователи считают, что находятся в шаге от достижения теоретически предсказанного состояния водорода

что тебя удивляет?

Его просто в школе не научили читать тексты полностью и пытаться понять что написано.
 
даже если спирт замёрзнет,
всё равно его не брошу,
буду грызть его зубами
потому что он хороший.
Москва [ссылка]
0 / 3
 
 
 
 
 
 
Zoran
Дата:
(8 января 2016 22:32)
#6
Его просто в школе не научили читать тексты полностью и пытаться понять что написано.

Просто журналясты умудрились так написать первое предложение, чтобы отбить всякую охоту прочитать даже второе.
Да и статей полно, по заголовкам которых смысл один, а по тексту совсем другой.

Генерал Ясен Пень, что до практического применения ещё 80 лет, если оно вообще возможно.
Лично я не вижу возможности создания такого материала - его уже бы получали при взрывах и прочих других процессах, где локально давление гораздо выше может быть. А уж тем более, промышленного применения не будет с таким способом получения - чтобы получить полкило 500 лет уйдёт.
Лучше бы мне подарили те деньги, которые у них только на алмазы ушли.
 
yes улыбаемся и пашем yes
Томск [ссылка]
0 / 2
 
 
 
 
 
 
kaa
Дата:
(9 января 2016 00:28)
#7
Zoran, что тебе не нравится в первом предложении и в чем расхождение заголовка и смысла дальнейшего текста? Заголовок-то я как раз написал тот, который реально отображает то, что получили ученые. А ведь другой мог написать в заголовке, что получен практически металлический водород! Это ого-го какое было бы расхождение! Ну а твой пессимизм в отношении дальнейших исследований - это как бы ничем не обосновано, это вброс. Все они получат, и не через 500 лет. Скажи человеку в 1937 что через год будет открыто расщепление ядра и появится возможность создания эдакой супермощной бомбы, он бы наверно у виска покачал. Так что не нужно сидя со стороны пессимизмом бросаться. Пока ты пишешь комментарии, они в лаборатории думают и экспериментируют.
 
самый дешевый в мире товар - это ваше мнение обо мне
Москва [ссылка]
0 / 0
 
 
 
 
 
 
Margaritka444
Дата:
(9 января 2016 01:41)
#8
При взрывах давление такое как в наковальнях получается только если эти взрывы ядерные. Но дело то даже не в этом. Проблема в том что реально никто не может сказать, не хватает им чуть-чуть по давлению или же несколько порядков. Понятно что заяви они так никакого гранта им не будет, поэтому приходится тень наводить. Как примерно там происходит. На основании каких-нибудь потенциалов взаимодействий пишется молекулярно-динамический код, который моделирует поведение нескольких тысяч атомов. Потом исходя из каких-то непонятных данных типа рассеяния рентгеновского излучения на ячейке в алмазной наковальне пытаются подобрать параметры этого потенциала чтобы получить якобы убедительное согласие с экспериментом. Но проблема тут в том, что этот способ хорошо подходит для классических ансамблей частиц, а вот для водорода начинается полная жопа, так как кванты встают в полный рост. Как нормально моделировать ансамбль частиц для которых квантовые эффекты преобладают над классическими нихрена вообще непонятно, так как нет ни координат частиц, ни их скоростей, ни вообще хоть какой-нибудь однозначности, одна вероятность.
 
Как жаль, что вы наконец то уходите!
Новосибирск [ссылка]
0 / 0
 
 
 
 
 
 
kaa
Дата:
(9 января 2016 02:44)
#9
Цитата: Margaritka444
Как нормально моделировать ансамбль частиц для которых квантовые эффекты преобладают над классическими нихрена вообще непонятно, так как нет ни координат частиц, ни их скоростей, ни вообще хоть какой-нибудь однозначности, одна вероятность.

а нужно ли это? Встает вопрос: как сжать газ до такой плотности, при которой начинают проявляться свойства металла? Считают, что в центре Юпитера присутствует металлический водород в естественном состоянии. А если нет? А если для образования металлического водорода не хватает даже давления в центре Юпитера? Основные составляющие любого атома - это фермионы. Вспомните фермионный конденсат. Для того, чтобы его получить, применяли сверхнизкие температуры, магнитное поле и лазерное излучение. Зачем? Для того, чтобы получить молекулы из фермионных пар, которые, сливаясь, как бы превращаются в бозон (потому что суммарный спин становится целым). Для бозонов принцип запрета Паули не действует, в отличие от фермионов, т.е. по сути нет ограничений для их дальнейшего сжимания. Так это я к чему...Может быть нужно не только гигантское давление применять, а еще и для начала охладить водородный газ до "бозонного состояния"?
 
самый дешевый в мире товар - это ваше мнение обо мне
Москва [ссылка]
0 / 0
 
 
 
 
 
 
Margaritka444
Дата:
(9 января 2016 10:36)
#10
Вот хороший пример есть жидкий гелий, отчасти является как раз конденсатом бозонов в сверхтекучем состоянии. Однако проводимость его мала, более того никакого резкого скачка её при переходе через точку сверхтекучести не происходит.
Потом, если считать гипотезы о наличии его на Юпитере верными, то получается он должен быть горячим.
Ну и про вот этих конкретно авторов не знаю, но обычно как раз алмазные наковальни оборудованы криоустановками как минимум с жидким азотом. Ну чтобы изобары в широком диапазоне рисовать. Конечно, до миллионных долей Кельвина там не умеют охлаждать, но это и очень дорого сделать, тут нужно быть очень уверенным в результате.
Ну а вообще тут уже лучше специалиста поспрошать.

 
Как жаль, что вы наконец то уходите!
Новосибирск [ссылка]
0 / 0
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 

Информация

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Оставлять свои CRAZY комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
Пожалуйста пройдите простую процедуру регистрации или авторизируйтесь под своим логином. Также вы можете войти на сайт, используя существующий профиль в социальных сетях (Вконтакте, Одноклассники, Facebook, Twitter и другие)

 
 
 
 
 
Наверх