Вспомним, что внешняя электронная оболочка металла занимает преобладающую (в несколько раз) долю объема атома, а электронов в ней на порядок меньше. Что запрещает протону заходить в эту сравнительно слабо заселенную зону? «Кулоновский барьер» ядра (?), но он практически полностью экранирован внутренними плотными электронными оболочками. Диффузия водорода в металлах может на 7 порядков превышать скорость диффузии других элементов. Только представьте: водород за секунды проходит расстояние, на преодоление которого другому элементу требуются годы. И все это потому, что водород диффундирует в виде протона, размеры которого исчезающе малы в сравнении с атомами, составляющими решетку (маковое зернышко на футбольном поле).
Металловеды также установили, что скорость диффузии водорода одинакова, что через монокристалл, что через образец, в котором после холодной прокатки «набито» великое множество дислокаций, вакансий, границ зерен и др. несплошностей решетки, обычно являющихся путями ускоренной диффузии примесных атомов. Чтобы примесному атому переместиться в соседнее междоузлие, ему нужно преодолеть потенциальный барьер в виде плотно окружающих его атомов кристаллической решетки, на что требуется энергия (энергия активации диффузии). Поэтому примесные атомы для ускорения диффузии используют различные нарушения решетки, где эти барьеры ослаблены или отсутствуют. И совершенно очевидно, что протону эти барьеры не создают никакой преграды, он способен проходить сквозь сами атомы металлов, поскольку для него внешние электронные оболочки, по сути, пустота.
Но если протон проникает внутрь атома, то это равносильно увеличению эффективного заряда ядра. Внешние электроны будут подтягиваться внутрь, и атомный радиус уменьшится. Этому атому, внезапно похудевшему, уже гораздо легче проникнуть в соседнее междоузлие, тем более что такому же внезапному похуданию подвержены также атомы, создающие барьер для перехода (схлопотал протон — похудел, потерял — поправился, протоны не связаны химическими связями и гуляют в объеме металла). Короче говоря, наличие протонов в металле разрушает барьеры, препятствующие атомам кристаллической решетки переходить в соседнее междоузлие. Кристаллическая решетка теряет свою жесткость, начинает «оплывать», т.е. становится пластичной. Отсюда водородная пластичность металлов, и эта пластичность обусловлена резким увеличением способности атомов к диффузии. Без водорода такая пластичность наблюдается лишь при сильном нагревании металла (до размягчения), когда колебания атомов становятся столь энергичными, что кристаллическая решетка уже не в состоянии удержать их на своих местах.
Все это я поведал физикам, но только более строго, они не любят образности. Реакция опять была абсолютно негативная. Они сказали, что диффузионной пластичности при комнатной температуре быть не может. Скорее всего, всестороннее сжатие образца приводит к резкому увеличению плотности дислокаций, и, по их мнению, появляющаяся пластичность имеет обычный дислокационный характер. Идею о том, что протоны способны проникать внутрь электронных оболочек, физики обсуждать отказались, полагая ее бредовой.
Разумеется, вынесенный вердикт меня никоим образом не устраивал. Допустим, я могу объяснить жидкое состояние внешнего ядра планеты присутствием в металлах растворенного водорода, возможность этого показали эксперименты. Но мне обязательно нужно было внедрение протонов в электронные оболочки, чтобы последние подтягивались внутрь и в результате сокращались бы размеры атомов. Ведь внешнее ядро Земли не только жидкое, но и более плотное в сравнении с окружающей его металлосферой. Я спросил физиков, что могло бы поколебать их уверенность в невозможности проникновения протонов в электронные оболочки атомов. Ответом было: «Ну, к примеру, если вы докажете диффузионный механизм водородной пластичности». Схема изящного эксперимента возникла у меня мгновенно, но я благоразумно не стал тут же обсуждать ее с оппонентами.