Группе учёных вашингтонского Института Карнеги во главе с Виктором Стружкиным впервые удалось экспериментально соединить металлический водород с натрием, получив новый класс материалов способный изменить облик технологий сверхпроводимости, а также стать горючим для водородных топливных элементов. Об этом сообщается в журнале Nature Communications.

«Имеющиеся сегодня сверхпроводники могут существовать только при непрактично низких температурах, — комментирует Стружкин. — Ранее были предсказаны соединения из нескольких атомов водорода и щелочных металлов, которые должны оставаться сверхпроводимыми при более приемлемых температурах».

Теперь эти прогнозы подтвердились. Команда руководствовалась в своих экспериментах рекомендациями теоретиков, утверждавших, что водород-натриевый материал можно стабилизировать высоким давлением, что он имеет уникальную структуру и металлические характеристики. Образцы исследовались методами рентгеновской дифракции, выявляющей атомную структуру, и Рамановской спектроскопии, идентифицирующей молекулы по мельчайшим вибрациям и вращению.

Воздействуя на натриевые и литиевые образцы в алмазной наковальне давлением 30–40 ГПа и нагревая их лазером до 2000 К, физики впервые наблюдали образование полигидридных структур с тремя (NaH₃) атомами водорода. При этом три отрицательно заряженных атома водорода выстраивались в один ряд, принимая вид одномерных цепочек. Эта новая фаза, совершенно отличная от чистого водорода, была предсказана ещё в 1972 г. Неожиданным бонусом стало открытие соединения с семью атомами водорода (NaH₇).

Теперь группе предстоит попытаться получить материалы нового класса при менее экстремальных значениях температуры и давления, однако сам факт их обнаружения, как утверждает Стружкин, открывает «абсолютно новое пространство возможностей».