Водород оказался далеко не прост

Выяснилось, что простейший химический элемент оказался далеко не так прост, как казалось ранее, таил в себе сюрпризы для физиков и, вероятно, таит ещё немало.

Атом водорода является простейшим атомом, а сам элемент - наиболее поддающимся изучению и моделированию элементом периодической системы Менделеева.

Однако неожиданно выяснилось, что и он таит в себе сюрпризы для текущей науки.

Исаак Тамблин (Isaac Tamblyn) и Станимир Бонев (Stanimir A. Bonev) провели математическое моделирование свойств жидкого водорода в различных термодинамических состояниях.

Межатомные силы рассчитывались в соответствии с квантовомеханической моделью. После этого определялись заново скорости атомов в жидкости, и таким образом, пошагово, моделировалось поведение системы во времени.

Моделирование преподнесло сюрпризы.

Так, обнаружилось, что атомы водорода в жидком агрегатном состоянии способны организовывать упорядоченные структуры - возможно, аналогичные выявленным в жидкой воде кластерам (ассоциатам).

Выяснилось, что именно это упорядочивание определяет ряд аномальных свойств водорода - в частности, более высокую плотность жидкого (по сравнению с твёрдым) агрегатного состояния при определённых условиях. Аналогичная аномалия наблюдается и в воде.

Результаты моделирования, изложенные в работе Structure and Phase Boundaries of Compressed Liquid Hydrogen, позволяют предположить также возможность существования фазовых переходов между различными состояниями жидкого водорода.

Результаты проведенного исследования наглядно демонстрируют неполноту текущего понимания свойств самого простого химического элемента - с более сложными ситуация обстоит, вероятно, не лучшим образом.

Обозначилась потребность в коррекции текущих представлений о малопонятных до сих пор процессах, происходящих в звёздах и на хорошо знакомом нам Солнце.