АдукацыяНавука

Металічны вадарод

Металічны вадарод, які знаходзіцца пад ціскам каля чатырох з паловай мільёнаў атмасфер, можа мець найбольшую крытычную тэмпературу пераходу ў шэрагу высокатэмпературных правадыроў. Паводле папярэдніх разлікаў італа-германскай групы навукоўцаў фізікаў-тэарэтыкаў, крытычная тэмпература элемента роўная 242 К (мінус трыццаць адзін градус Цэльсія).

Газападобны вадарод ператвараецца ў вадкасць пры тэмпературы 20 К. Калі знізіць тэмпературу яшчэ на 6 Да, то можна перавесці элемент у цвёрдае стан. Ханінгтан і Вигнер ў 1935-м годзе выказалі здагадку атрыманне вадароду ў лабараторыі. На іх думку, неабходна было выкарыстоўваць высокі ціск - каля 25 гПа (адзін гПа прыкладна роўны дзесяці тысячам атмасфер). Так, пад уздзеяннем высокага ціску элемент ператворыцца ў ізатоп вадароду - з дыэлектрычнага элемента ў які праводзіць. Варта адзначыць, што газ у зыходным стане валодае праводзяць ўласцівасцямі. Гэтак жа, як і металы, элемент праводзіць электрычнасць, пры гэтым ён можа і не знаходзіцца ў цвёрдым стане. Іншымі словамі, вадарод можа ўяўляць сабой і вадкасць, якая валодае металічнымі ўласцівасцямі.

У 1971-м годзе ў свет выйшла праца савецкіх навукоўцаў-тэарэтыкаў на чале з Каганам. Група фізікаў даказвала, што металічны вадарод можа з'яўляцца метастабільным. Гэта азначае, што пасля спынення ўздзеяння падвышаным ціскам, элемент не пяройдзе ў свой першапачатковы стан - газ, які валодае дыэлектрычнымі ўласцівасцямі. Разам з гэтым да гэтага часу незразумела, ці будзе гэтая стадыя дастаткова працяглай для таго, каб паспець выкарыстоўваць металічны вадарод.

Першы поспех у дасведчаным плане быў атрыманы ў 1975-м годзе, у лютым. Група навукоўцаў на чале з Верашчагін стварыла металічны вадарод. Пад уздзеяннем тэмпературы ў 4,2 Да ў тонкім пласце элемента пры дапамозе алмазных наковален падвергнутым таксама ўздзеяння ціску каля 300 гПа назіралася зніжэнне электрычнага супраціву газу ў мільёны разоў. Гэта сведчыла аб пераходзе вадароду ў металічнае стан.

Для атрымання высокага ціску прымяняецца алмазная кавадла. Яна прадстаўлена ў выглядзе двух штучных алмазаў, лёзамі прыціскаюцца адзін да аднаго пры дапамозе прэса. У выніку на зрэзе, дыяметр якога - парадку некалькіх дзесятых доляй міліметра, утворыцца неабходны ціск. На гэтым участку ў вочку размяшчаецца астуджаны ўзор. Да прыкладу ў гэтым жа месцы падводзіцца абсталяванне: мініяцюрныя тэрмапары, электроды і іншыя вымяральныя прыборы.

Наступным этапам у рабоце вучоных стала высвятленне магчымасці наступнага пераходу металічнага стану ў звышправодны. Першым задаўся гэтай праблемай Нейл Эшкрофт. Тэарэтык прадказаў, што ў металічнага вадароду з'явяцца «экзатычныя» ўласцівасці пад уздзеяннем высокіх тэмператур, якія перавышаюць 200 К.

Параўнальна нядаўна выйшла праца нямецкіх і італьянскіх фізікаў. Аўтары сцвярджаюць, што за кошт электрон-фононного механізму фарміравання куперовскую пар дасягаецца рэкордны паказчык крытычнай тэмпературы - 242 К. Разам з гэтым, аднак, неабходна і ўздзеянне высокага ціску - парадку 450 гПа, а гэта, у сваю чаргу, у чатыры з паловай мільёны разоў перавышае атмасферны ціск.

Пры электрон-фононных фарміраванні куперовскую пар пры руху ў перыядычным рашотцы ў крышталі электрон прыцягвае бліжэйшыя іёны, зараджаныя станоўча. Пры гэтым адбываецца нязначная дэфармацыя кратаў, і на кароткі час павялічваецца канцэнтрацыя станоўчага зарада. За кошт павялічанай канцэнтрацыі прыцягваецца іншы электрон. Так, прыцягваюцца абодва электрона. Пры ненулявое тэмпературы адбываецца ваганне іёнаў каля сваіх станаў раўнавагі. Фононы - гэта кванты дадзеных ваганняў.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 be.birmiss.com. Theme powered by WordPress.