й надпровідник. Вони вирахували, що температура Дебая цього члена сімейства при тиску 100 і 300 ГПа надзвичайно велика - 4200 і 5 165 К відповідно.
Яке значення температури Дебая для надпровідності? Щоб це зрозуміти, зробимо невеликий екскурс в теорію цього явища. На мікроскопічному рівні причина надпровідності - об'єднання всіх електронів провідності речовини в куперовские пари.
Тяжіння між електронами виникає за рахунок взаємодії між ними і кристалічною решіткою фононів (безмассових частинок - квантів коливального руху атомів кристалічної решітки) і носить назву електрон-фононної. Силу електрон-фононної тяжіння визначають безрозмірною величиною - константою електрон-фононної взаємодії.
Звичайна кулонівське відштовхування між електронами нікуди не поділося - просто в надпровіднику воно слабкіше, ніж фононна взаємодія. У теорії надпровідності кулонівська взаємодія характеризується спеціальної безрозмірною константою, іменованої псевдопотенціал Мореля-Андерсона, або кулонівський потенціал. Саме через псевдопотенціал Мореля-Андерсона - разом з константою електрон-фононної взаємодії і температурою Дебая - виражається формула Макміллана для Tc надпровідника, у якого куперовские пари утворюються за рахунок фононів.
Чим вище температура Дебая, чим більше константа електрон-фононної взаємодії і чим менше потенціал кулонівського відштовхування, тим вище критична температура речовини
Вчені в обговорюваній роботі говорять про дуже сильному електрон-фононній взаємодії. Поряд з дуже високою дебаєвської температурою логічно очікувати і високу Tc. І хоча автори статті не призводять значення критичної температури, завдяки формулі Макміллана можна цю температуру оцінити.
Нехай константа електрон-фононної взаємодії дорівнює 2 (це дійсно дуже сильне тяжіння), а псевдопотенціал Мореля-Андерсона дорівнює типовому значенню для металів, тобто 0,13. Для LiH6, стиснутого до 100 і 300 ГПа, отримаємо Tc=426 і 524 К. Це більш ніж на 100 і 200 До вище, ніж кімнатна температура!
Звичайно ж, наведені числа виглядають трохи спекулятивно, так як, наприклад, константа електрон-фононної взаємодії і величина кулонівського потенціалу взяті лише приблизно. Проте вперше мова йде про речовини, що містять водень, як про дійсно високотемпературних надпровідниках, чия критична температура не поступається Tc чистого водню.
До того ж дана стаття також вперше пророкує металлизацию сполук, сильно збагачених воднем проти гідридами елементів з 4 групи періодичної системи. І, що теж важливо, тиску, необхідні для цього, знаходяться в технологічно досяжних межах.
. Шар металевого водню у Юпітера
Металевий водень виникає при великих тисках (близько мільйона атмосфер) і високих температурах, коли кінетична енергія електронів перевищує потенціал іонізації водню.
У підсумку протони й електрони в ньому існують окремо, тому металевий водень є хорошим провідником електрики. Передбачувана товщина шару металевого водню - 42-46 тис. Км.
Потужні електроструму, що виникають у цьому шарі, породжують гігантське магнітне поле Юпітера.
У 2008 році Реймондом Джінлозом з Каліфорнійського університету в Берклі і Ларсом Стіксрудом з Лондонського університетського коледжу була створена модель будови Юпітера і Сатурна, згідно з якою в їхніх надрах знаходиться також металевий гелій, який утворює своєрідний сплав з металевим воднем.
. Внутрішня будова Юпітера
Існують декілька моделей будови Юпітера при різних припущеннях про його хімічний склад. Унаслідок великої сили тяжіння на Юпітері тиск газів зростає з глибиною дуже швидко і вже на відстані 10 тис. Км від поверхні стає настільки великим, що переважаючий газ (водень) змінює свій стан і переходить з нормальної молекулярної фази в металеву. Шар рідкого металевого водню має товщину близько 42 000 км. З ростом температури в міру наближення до центру планети металевий водень розплавляється (температура поблизу центру Юпітера наближається до 20 000 К при тиску порядку 100 млн. Агпм і щільності 20-30 г/см 3). У деяких моделях Юпітера передбачається існування шару льоду (Н2О) значної товщини, але лише поблизу поверхні, де температура невисока.
Висновок
З воднем, як ми знаємо, сьогодні пов'язані, щонайменше, три надії: на термоядерну енергію, на передачу енергії майже без втрат (у надпровідних пристроях при температурі рідкого водню, а не рідкого гелію) і- як на пальне, нешкідливе для навколишнього середовища.
І всі ці надії пов'язують, насамперед з металевим воднем, тобто таким воднем, який являє собою т...
