В Гарварде первыми на планете увидели то, чего никто из людей еще не видел - металлический водород.

Почти через столетие ученые Гарвардского университета после серии опытов и нескольких лет напряженных поисков получили самый ценный и редкостный материал на планете.

На молекулярном уровне был проведен эксперимент, когда профессор естественных наук Исаак Сильвер, докторант Диас и Томас Д. Кабот получили атомный металлический водород, сжав под давлением его крошечный образец. Давление в 495 гигапаскаль – это более 71,7 миллиона килограммов на квадратный сантиметр, что намного превосходит показатели давления в центре Земли. Чрезвычайно высокое давление ломает твердые молекулы водорода и кристаллическую решетку вещества, вследствие чего происходит их распад и перерождение в металлический атомный водород.

Результаты работы содержат в себе ответы на многие вопросы фундаментальной науки. Кроме того, что опытные данные помогают ученым ответить на фундаментальные вопросы о природе материи, теоретически они имеют широкий спектр применения, в том числе и в качестве сверхпроводника.

Исаак Сильвер назвал полученные образцы нового вещества «Святым Граалем физики высоких давлений» и отметил его инновационную природу, сказав, что они были первыми людьми, которые впервые посмотрели на то, чего никто из людей на Земле еще не видел.

Хотя работа является важным и новым окном в понимании общих свойств водорода, она содержит дразнящий намек на потенциально революционное поколение новых материалов. «Один из выводов, который очень важен, говорит о том, что получено подтверждение: металлический водород может оставаться стабильным», – сказал Сильвер. «Это означает, что если снять напряжение, он будет оставаться металлическим. Технология похожа на изготовление алмазов из графита при очень высокой температуре и давлении. Он остается бриллиантом, когда давление и тепло отсутствуют». Поэтому теоретически металлический водород может выступать в качестве сверхпроводника.

«Если это подтвердится, в мире полупроводников произойдет революция», – добавил ученый. «До 15 процентов энергии рассеивается во время ее передачи, так что, если мы смогли бы сделать провода из этого материала и использовать их в электросети, это может изменить историю передачи электричества».

Металлический водород также может играть ключевую роль, помогая людям исследовать далекие уголки космоса, так как самое мощное ракетное топливо пока еще не обнаружено.
«Требуется огромное количество энергии, чтобы создать металлический водород – объяснил Сильвер. «И если преобразовать его обратно в молекулярный водород, то вся энергия высвобождается, так что это было бы самым мощным ракетным топливом, известным человеку, и могло бы совершить революцию в ракетостроении».

Самое мощное топливо на сегодняшний день имеет такую характеристику, как «удельный импульс». Это время, за которое боезаряд отделяется от задней части ракеты. Оно составляет около 450 секунд. Удельный импульс металлического водорода теоретически может составить 1,700 секунды.

Сильвер работал более четырех десятилетий над получением металлического водорода, и почти век прошел после того, как ученые впервые предположили его существование. Первые моменты его демонстрации были захватывающим, сказал Сильвер. «Это было очень волнующе», – сказал он. «Это огромное достижение, и даже если он существует только в этой кристаллической клетке при высоком давлении, это очень принципиальное и трансформационное открытие».