Водород уже много лет служит объектом исследования в физике высоких давлений. Теоретически предсказан его переход в металлическое состояние, однако оценки критического давления для такого перехода различны.
До сих пор не удавалось экспериментально обнаружить металлическое состояние твердого водорода при сжатии вплоть до давления 216 ГПа (2,16 Мбар), хотя в ударных экспериментах с жидким водородом, в которых давление достигало 140 ГПа, его электропроводность резко возрастала. По некоторым оценкам в твердом водороде при давлении около 340 ГПа должна образоваться атомарная кубическая алмазоподобная фаза с электронной структурой бесщелевого полупроводника или полуметалла. При еще большем давлении - 650 ГПа - ожидается переход в фазу с простой кубической решеткой и металлической структурой электронного спектра.
Ч.Нараяна с коллегами (Ch.Narayana; Корнельский университет, Итака, США) в установке с алмазными наковальнями сжимали твердый водород при комнатной температуре до давления 340 ГПа. Исходный молекулярный водород заполнял цилиндрическую полость диаметром 11 мкм в вольфрамовой пластине. В процессе сжатия экспериментаторы следили за изменением оптической прозрачности водорода сквозь прозрачные алмазные наковальни. При высоком давлении алмаз желтеет, что и наблюдалось, однако прозрачность водородного образца не изменилась. В металлическом водороде глубина проникновения света оценивается в 0,02 мкм, поэтому, если бы исследуемый слой сжатого водорода толщиной несколько микрон перешел в металлическое состояние, он стал бы совершенно непрозрачным.
В экспериментах со сверхвысоким давлением важно не только достичь требуемого давления, но и подтвердить, что оно фактически воздействует на исследуемый объект. Механические свойства материалов под нагрузкой в несколько мегабар кардинально меняются, деформации деталей устройства становятся аномально большими, что вызывает существенное перераспределение сил. Проведенный анализ этих процессов применительно к данному эксперименту убедил авторов в том, что водород действительно находился под давлением 342 ГПа. Таким образом, неизменность его оптических свойств доказывает и стабильность электрических.
Подробнее в журнале "Nature",1998, V.393, P.46 - 49 (Великобритания).
Источник: http://www.accessnet.ru/vivovoco/VV/NEWS/PRIRODA/1999/PR_02_99.HTM
