Hidrogenul metalic

Hidrogenul metalic, care este sub presiune de patru și jumătate de milion de atmosfere, poate avea cea mai ridicată temperatură critică a tranziției într-o serie de conductori cu temperatură ridicată. Conform calculelor preliminare ale grupului italian-german de fizicieni teoreticieni, temperatura critică elementul este de 242 K (minus treizeci și unu de grade Celsius).

Hidrogenul gazos este transformat într-un lichid la o temperatură de 20 K. Dacă temperatura este redusă cu încă 6 K, este posibil să se transfere elementul în stare solidă. Hanington și Wigner au sugerat în 1935 producția de hidrogen în laborator. În opinia lor, a fost necesar să se folosească o presiune ridicată - aproximativ 25 GPa (o GPa este aproximativ egală cu zece mii de atmosfere). Astfel, sub influența presiunii înalte, elementul devine un izotop de hidrogen - de la elementul dielectric la cel conductiv. Trebuie remarcat faptul că gazul în starea inițială are proprietăți conductive. La fel ca și metalele, elementul conduce electricitatea și este posibil să nu fie în stare solidă. Cu alte cuvinte, hidrogenul poate fi un lichid care are proprietăți metalice.

În 1971, a fost publicată lucrarea oamenilor de știință sovietici teoreticieni condusă de Kagan. Un grup de fizicieni au susținut că hidrogenul metalic poate fi metastabil. Aceasta înseamnă că după încetarea expunerii presiune crescută, elementul nu intră în starea inițială - o proprietate dielectrică care posedă gaze. Cu toate acestea, nu este încă clar dacă această etapă va fi suficient de lungă pentru a avea timp să utilizeze hidrogenul metalic.

Primul succes al planului pilot a fost primit în 1975, în februarie. Un grup de oameni de știință condus de Vereshchagin a creat hidrogen metalic. Sub efectul unei temperaturi de 4,2 K într-un strat subțire al elementului, o scădere a rezistenței electrice a gazului cu un milion de ori a fost observată, de asemenea, cu nicovale diamante supuse, de asemenea, unei presiuni de ordinul a 300 GPa. Aceasta a indicat trecerea hidrogenului la starea metalică.

Pentru a obține presiune înaltă, se utilizează o nicovală diamantată. Acesta este prezentat sub forma a două diamante artificiale, Punctele sunt presate între ele cu ajutorul unei prese. Ca urmare, pe tăietură, a cărui diametru este de ordinul a câteva zecimi de milimetru, se formează presiunea necesară. În această secțiune se află o probă răcită în celulă. La eșantion în același loc, echipamentul este adus: termocupluri miniatură, electrozi și alte dispozitive de măsurare.

Următoarea etapă a lucrării oamenilor de știință a fost să elucideze posibilitatea unei tranziții ulterioare a stării metalice către statul supraconductor. Primul care a cerut această problemă a fost Neil Ashcroft. Teoreticianul a prezis că hidrogenul "metalic" ar avea proprietăți "exotice" sub influența temperaturilor ridicate care depășesc 200 K.

Mai recent, activitatea fizicienilor germani și italieni. Autorii susțin că, prin mecanismul electron-fonon de formare a perechilor Cooper atins indice record de temperatură critică - 242 K. Cu aceasta, cu toate acestea, este necesar și expunerea la presiune ridicată - aproximativ 450 GPa, iar aceasta, la rândul său, de patru ani și jumătate de milion ori presiunea atmosferică.

Când o formare electron-fononică a perechilor Cooper se deplasează într-o latură periodică într-un cristal, electronul atrage cei mai apropiați ioni încărcați pozitiv. Aceasta are ca rezultat o deformare nesemnificativă a rețelei și, pentru o perioadă scurtă de timp, crește concentrația încărcăturii pozitive. Datorită concentrației crescute, un alt electron este atras. Deci, ambii electroni sunt atrase. La o temperatură nonzero, ionii oscilează în apropierea stărilor lor de echilibru. Fononii sunt cantitati ale datelor de oscilatii.