Ученым удалось смоделировать структуру ядра планет-гигантов

Совместная американо-швейцарская группа ученых провела компьютерное моделирование процесса превращения водорода в металлическое состояние, 9 сентября сообщает Nature.

Водород в металлической фазе теоретически предсказан давно. Но ни получить его в лабораторных условиях, ни провести расчеты фазовых переходов до сих пор не удавалось.

Лишь с появлением новых методов вычислений и сверхмощных компьютеров удалось в течение нескольких недель провести квантово-механические расчеты превращения молекулярного водорода в металл. Тогда как, расчеты обычными методами заняли бы миллионы лет машинного времени.

Сначала расчеты были проведены для хорошо известного состояния водорода, а затем процедуры машинного обучения распространили их на диапазон температур от ста градусов Кельвина до нескольких тысяч градусов и широкого диапазона давлений — от десятков до сотен гигапаскалей.

В результате оказалось, что у водорода нет четких границ фазового перехода. Он постепенно превращается из газообразной фазы в жидкую и затем в твердую металлическую фазу.

Интерес к металлической форме водорода связан с тем, что, предположительно, центры больших планет — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна состоят из него. Понимание процесса превращения водорода в различные фазы поможет понять планетообразование в солнечных системах.