Новости и события
Как сделать металлический водород: теория перехода
Ученые лаборатории суперкомпьютерных методов в физике конденсированного состояния ЛФИ МФТИ и ОИВТ РАН создали модель кинетики образования металлического водорода во флюидном состоянии.
О работе ученых рассказывает журнал «За науку».
Работа опубликована в журнале ChemPhysChem.
Водород — самый распространенный элемент во Вселенной. В обычных условиях он представляет собой газ. Если его сжать давлениями в тысячи атмосфер, то можно получить сначала жидкость, а потом и твердое тело, которому, вероятно, будут присущи уникальные свойства сверхпроводимости. Несмотря на это, поведение водорода при высоких давлениях до сих пор остается слабо изученным. Хорошо известны экспериментальные модели, которые используются, например, в астрофизике для объяснения строения ядра Юпитера: жидкий водород внутри планет-гигантов при достаточно высоких давлениях становится металлическим, что влияет на их магнитные поля. При этом теоретической модели перехода водорода в это состояние до сих пор нет, и глубина металлического слоя в планетах-гигантах остается загадкой. Лаборатории во многих странах изучают процесс перехода водорода в плазму/металл. Однако различные экспериментальные и теоретические методы не дали согласованных результатов. Попытка объяснить этот переход стала своего рода испытательной площадкой для новых методов теоретической и вычислительной физики.
«Мы впервые использовали квантово-механический метод расчета для описания возникновения плазменноподобных кластеров в микрообъеме плотного флюида молекулярного водорода, что позволило нам построить модель, которая описывает физический механизм данного перехода. Таким образом, мы получили возможность по-новому посмотреть на всю совокупность проводимых экспериментов и сформулировали новую качественную картину явления, гармонизирующую существенные противоречия в экспериментальных результатах», — рассказывает Владимир Стегайлов, заведующий лабораторией суперкомпьютерных методов в физике конденсированного состояния ЛФИ МФТИ.
О работе ученых рассказывает журнал «За науку».
Работа опубликована в журнале ChemPhysChem.
Водород — самый распространенный элемент во Вселенной. В обычных условиях он представляет собой газ. Если его сжать давлениями в тысячи атмосфер, то можно получить сначала жидкость, а потом и твердое тело, которому, вероятно, будут присущи уникальные свойства сверхпроводимости. Несмотря на это, поведение водорода при высоких давлениях до сих пор остается слабо изученным. Хорошо известны экспериментальные модели, которые используются, например, в астрофизике для объяснения строения ядра Юпитера: жидкий водород внутри планет-гигантов при достаточно высоких давлениях становится металлическим, что влияет на их магнитные поля. При этом теоретической модели перехода водорода в это состояние до сих пор нет, и глубина металлического слоя в планетах-гигантах остается загадкой. Лаборатории во многих странах изучают процесс перехода водорода в плазму/металл. Однако различные экспериментальные и теоретические методы не дали согласованных результатов. Попытка объяснить этот переход стала своего рода испытательной площадкой для новых методов теоретической и вычислительной физики.
«Мы впервые использовали квантово-механический метод расчета для описания возникновения плазменноподобных кластеров в микрообъеме плотного флюида молекулярного водорода, что позволило нам построить модель, которая описывает физический механизм данного перехода. Таким образом, мы получили возможность по-новому посмотреть на всю совокупность проводимых экспериментов и сформулировали новую качественную картину явления, гармонизирующую существенные противоречия в экспериментальных результатах», — рассказывает Владимир Стегайлов, заведующий лабораторией суперкомпьютерных методов в физике конденсированного состояния ЛФИ МФТИ.
