Можно ли плавить литий в условиях холода?

Сложный инструментарий позволил ученым подвергнуть основные элементы вещества жестким условиям, достаточным для изменения их поведения.

Подобные эксперименты могут расширить наше понимание свойств вещества.

Ученые смогли продемонстрировать удивительные свойства лития в условиях интенсивного давления и низкой температуры.

Результаты были опубликованы 9 января 2011года на сайте издания Nature Physics.

Литий — это первый металл в периодической таблице Менделеева. Он является наименее плотным из твердых веществ при комнатной температуре. Наиболее известное применения лития -  в аккумуляторных батареях, используемых в электронной технике, включая сотовые телефоны и ноутбуки. С тремя электронами в атоме литий должен вести себя как обычный металл.

Однако новое исследование показало, что под давлением в диапазоне 395000 и 592000 атмосфер (40 и 60 ГПа соответственно) литий начинает вести себя иначе. Мало того, что при комнатной температуре он становится жидким, но и не застывает даже при температуре -115 градусов по Фаренгейту. При давлении выше 592000 атмосфер (60 ГПа), когда литий наконец отвердевает, он демонстрирует целый диапазон сложных и прозрачных состояний вещества. Наивысшим давлением, достигнутым в ходе исследования, было значение в 1,3 млн атмосфер (около 130 ГПа).

Ученые, включая Малкольма Гатри, Станислава Синогейкина и Хо-Кванга Мао из Геофизической лаборатории Карнеги верят, что подобное экзотическое поведение наблюдается исключительно благодаря низкой массе атома лития. Элементарное следствие квантовой физики состоит в том, что атомы продолжают перемещаться даже тогда, когда они охлаждаются до наиболее низкой температуры.

Поскольку масса атома уменьшается, важность остаточной, называемой также нулевой, энергии возрастает.

Ученые полагают, что в случае с литием энергия при абсолютном нуле увеличивается  с давлением до точки таяния. Данное исследование повышает возможность открытия вещества, которое никогда не замерзает.

Перспектива жидкого даже при самых низких температурах металла обуславливает интригующую возможность создания совершенно нового вещества — сверхпроводящей жидкости. Подобное теоретически предполагалось ранее для водорода.

12.01.2011