В январе 2017 года А. Сильвера опубликовал в журнале Science сообщение о получении металлического водорода при давлении около 5 млн атмосфер. Это заявление тут же было подвергнуто критике конкурирующими учеными (Е. Григорьянц, М. Еремец), хотя в целом было поддержано отцом всей этой масштабной деятельности Н. Ашкрофтом [4].
Очевидно, таким образом, что металлический водород получен − или будет получен в самое ближайшее время. Необходимо подчеркнуть, что количество вещества, получаемое в алмазных наковальнях, умещается только на острие тонкой швейной иглы. Вследствие этого любые проекты, имеющие отношение к практическим использованиям металлического водорода, относятся к фантастике.
2. Теоретические свойства металлического водорода
Переход в металлическую фазу. С повышением внешнего давления до десятков ГПа атомы водорода проявляют металлические свойства. Ядра водорода (протоны) сближаются друг с другом значительно ближе боровского радиуса, на расстояние, сопоставимое с длиной волны де Бройля электронов. Следовательно, сила связи электрона с ядром становится нелокализованной, электроны слабо связываются с протонами и образуют свободный электронный газ так же, как в металлах.
Жидкий металлический водород. Жидкая фаза металлического водорода отличается от твердой фазы тем, что отсутствует дальний порядок. Известна точка зрения о допустимом диапазоне существования жидкого металлического водорода. В отличие от гелия-4, жидкого при температуре ниже 4,2 K и нормальном давлении благодаря нулевой энергии нулевых колебаний, плотно упакованные протоны обладают значительной энергией нулевых колебаний. Следовательно, переход от кристаллической фазы к неупорядоченной становится вероятным в условиях еще более высоких давлений. Н. Ашкрофт полагает, что допустимой является область жидкого металлического водорода при давлении около 400 ГПа и низких температурах [7, р. 130]. По мнению Е. Бабаева, металлический водород может представлять собой металлическую сверхтекучую жидкость [9, р. 666].
Сверхпроводимость. В 1968 году Н. Ашкрофт сделал предположение, что металлический водород может быть сверхпроводимым при сравнительно высоких температурах [7, р. 129].
Напротив, недавние эксперименты продемонстрировали, что водородная фаза I − это твердая структура с вращательно-свободными молекулы, связанными с сайтами гексагональной замкнутой (ГПУ) решеткой − сохраняется ниже жидкостного перехода, по меньшей мере, до 150 ГПа, то есть значительно выше кривой плавления. Максимум, предсказанный в данном эксперименте. Продвижение электронов к более высоким орбиталям в водороде также могут быть исключены, поскольку присутствует запредельная высокая энергия. С другой стороны, было высказано предположение, что диссоциация в жидкости, постепенная или после жидкости первого порядка жидкости (LL) фазовый переход 12,13, может быть источником максимума в линии расплава. Данное предположение не поддерживается ученым С.А. Боневым [10, р. 669].
Вместо этого исследователь объясняет физическое происхождение максимума с точки зрения изменений в межмолекулярных взаимодействиях − механизм значительно отличается от ожидаемого из знакомых феноменологических моделей. Подход, принятый здесь для расчета линии расплава, заключается в прямом моделировании процесса плавления. Гистерезисные эффекты перегрева или переохлаждения во время фазовых переходов можно избежать, моделируя твердую и жидкую фазы в сосуществовании.
