Британські вчені впевнені, що їм, нарешті, вдалося впритул наблизитися до створення довгоочікуваного нового стану водню. Вони домоглися цього, піддавши газ небаченого раніше тиску, в результаті чого елемент прийняв кристалічну форму. Раніше такого ще нікому не вдавалося домогтися. В інтерв'ю видавництву Nature команда вчених розкрила деталі експерименту і заявила, що дослідники знаходяться всього в декількох кроках від створення так званого металевого водню. Загадковий матеріал, розмови про який велися ще 80 років тому, може стати невід'ємною частиною надшвидких комп'ютерів і навіть ракетного палива нового покоління.
Будучи самим простим, легким і найпоширенішим елементом у Всесвіті, водень викликає до себе фундаментальний інтерес вчених з багатьох галузей науки. Теоретично, при високому тиску і низькій температурі молекулярна система водню змінюється, і він входить в так зване металеве (або атомне) стан.
Розуміння і усвідомлення цих процесів є критично важливим для сучасної планетарної науки, оскільки водень може міститися навіть в ядрах Юпітера і його супутників. Якщо це так, то саме в цьому і криється причина виходять від цієї планети неймовірних магнітних полів. Крім того, новий стан водню, імовірно, таїть в собі безліч невивчених феноменів і властивостей, таких як надпровідність і надтекучість, вивчення яких може привести до значних технологічних проривів.
Можливість досягнення необхідних умов для перетворення водню в експериментальній лабораторії з'явилася лише недавно, так як дослідження високого тиску не були достатньо розвинені. Ще 4 роки тому максимальний тиск, яке технології дозволяли застосувати до того чи іншого елементу, було вдвічі менше необхідного для проведення експерименту з воднем. Тільки після технологічного прориву, який дозволив здійснити подібний експеримент, що вимагає застосування гігантського тиску, це дослідження, нарешті, стало можливим. Вчені Філіп Делладей-Сімпсон, Росс Хоуі і Євген Грігорянц провели його, і результатом стало входження водню в нову фазу під назвою фаза V.
Відстеження процесу трансформації під впливом високого тиску, часом досягає 400 і навіть 450 гігапаскаля, за допомогою рамановской спектроскопії, а також порівняння отриманих практичних даних з теоретичними дозволяє припустити, що фаза V може стати прекурсором для металевої та атомної фази водню. Проведена робота безсумнівно додасть новий імпульс як теоретичним, так і експериментальним зусиллям до розумію досконалого відкриття і в недалекому майбутньому призведе задумку вчених до кінцевого результату.
Щоб стиснути молекули водню з необхідною силою, група дослідників використовувало пристрій під назвою "алмазна ковадло". Цей апарат є нічим іншим як двома каменями, розташованими один навпроти одного, ідеально відполіровані наконечники яких не перевищують в товщині людську волосину. Ця "ковадло" і використовується для стиснення зразків водню. "Обсяг водню, взятого нами для експерименту, складає приблизно один кубічний мікрон. Цей розмір приблизно відповідає розміру кров'яної клітини", - розповів Філіп Делладей з Единбурзького університету. Передбачається, що в кінцевому підсумку атоми водню повинні настільки щільно з'єднатися один з одним, що їх електрони стають ніби єдиним цілим - в точності так само, як це відбувається в металах. Хоча в даний момент дослідники не мають у своєму розпорядженні доказами цього процесу через неможливість "поглянути" на нього, є всі підстави вважати, що таке пояснення є найбільш логічним. Так чи інакше, саме пильну вивчення цього процесу і може стати наступною ціллю вчених.
Крім усього іншого, дослідження розсовує рамки уявлення про те, який тиск може витримати металевий водень. В ході експерименту дослідники з'ясували, що він зберігає свою структуру при тиску аж до 450 гігапаскаля. Одним з найбільш важливих показників є температура навколишнього середовища, так як якщо описані вище операції можна вільно проводити при кімнатній температурі, це означає, що з нього можна зробити новий тип ідеального провідника (з нульовим опором).
Подібний матеріал може значно прискорити швидкодію комп'ютерів нового покоління. "Теоретики минулого вважали, що металевий водень може бути ідеальним сверхпроводником в умовах кімнатної температури. Жоден з відомих сьогодні матеріалів і близько не стояв з ним за своїми властивостями", - розповів доктор Хоуі. "Тим не менш, через те, що експеримент проводиться з вкрай малим об'ємом водню, на цей рахунок важко дати якесь підтвердження", - зауважив він.
