5) внешняя форма,
6) и самое главное — воспроизведение синтеза другими лицами.
Продолжим рассказ Холла.
«…Это было в четверг. Часть материала я передал в рентгеновскую лабораторию, чтобы там сделали рентгенограмму. А сам принялся за прочие исследования: проверил твердость полученного вещества, оптическую рефракцию, плотность и, наконец, сжег несколько крупиц. Все подтверждало: это алмаз.
В понедельник пришли рентгенограммы — алмаз!
Следующие пятнадцать дней ушли на повторные опыты, я проделал их 27 раз — в точности аналогичных тому опыту, что был сделан 16 декабря. И двадцать раз я получал алмазы.
Теперь у меня уже не оставалось сомнений: проблема алмазного синтеза успешно решена. Но по правилам фирмы надо было, чтобы опыт воспроизвели другие лица.
Первая проверка была сделана 31 декабря — д-р Хью Вудбери из «Дженерал электрик», руководствуясь моими указаниями, изготовил алмазы.
17 и 18 января тот же д-р Хью Вудбери и д-р Ричард Ориани, каждый трижды, повторили эксперимент, который я сделал 16 декабря, и во всех шести случаях получили алмазы.
Насколько я знаю, наша лаборатория была первой, где синтезированные алмазы были проверены всеми существующими способами.
И дополнительно еще двумя: алмазов было изготовлено столько, что их можно было подержать на ладони и еще можно было слышать, как они царапают разные твердые тела! И то, и другое ощущение доставило нам особенное удовольствие…»
Собственно синтез длился от одной до трех минут. Максимальный размер образовавшихся кристаллов был 0,8 мм. Алмазы были получены при температуре 1560° и давлении 85 000 атм. Вспомним, что у шведов давление было примерно таким же, и перейдем к небольшому теоретическому отступлению.
Мы живем в нестабильных условиях, точнее говоря: в термодинамически нестабильных. По законам термодинамики, право на существование в данных условиях имеют лишь те вещества, которые обладают наименьшим из всех возможных при данном давлении и данной температуре запасом энергии. (Например, молекула ржавчины в нормальных условиях обладает меньшим запасом энергии, чем три атома железа и четыре атома кислорода порознь. И если не прилагать специальных усилий, то вся выплавленная в мартенах и конвертерах сталь самопроизвольно превратится в ржавчину.)
Если сжечь 1 г алмаза, то при этом выделится на несколько сот калорий больше, чем при сжигании 1 г графита. Графит упакован энергетически экономней, и все алмазы должны были бы самопроизвольно перестроиться в чешуйки графита. Можно порадоваться тому, что этого не происходит и что природа иногда почему-то придерживает термодинамически выгодные процессы (более научно: они идут в этих случаях с незначительной скоростью), либо не дает им хода вовсе. По этой причине мы имеем возможность любоваться алмазом: он не перестраивается в графит, потому что у него исключительно прочная кристаллическая решетка. Однажды образовавшись, она в весьма большом диапазоне температур и давлений остается неизменной. Пока нагрев не превышает 1500°, кристалл не «расшатывается», алмаз ведет себя так, будто бы он стабилен.
В области давлений и температур, при которой термодинамически нестабильное вещество самопроизвольно не переходит в энергетически более выгодное состояние — в метастабильной области, вещество может сохраняться практически сколь угодно долго.
Как только первые результаты Холла были подтверждены, «Дженерал электрик», не мешкая, приступила к изготовлению аппаратуры и к подготовке промышленного синтеза алмазного порошка. В марте 1955 г. они сочли возможным опубликовать сообщение о том, что открытие состоялось. Потом появилась опоздавшая шведская публикация, потом были еще сообщения о синтезе — американской фирмы «Нортон компани», голландских «Ашере даймондс» и «Бронсверк», английской, южноафриканской… А в октябре 1957 г. компания «Дженерал электрик» объявила, что ею изготовлено 100 000 карат алмазного порошка и что в 1958 г. будет изготовлено в 10 раз больше.
Как и положено коммерческому предприятию, фирма извещала и о цене порошка: 3 доллара 48 центов за карат. Искусственные алмазы «Дженерал электрик» были на 24% дороже натуральных…
А технология синтеза, разумеется, оставалась тайной за семью печатями. Вот как говорил об этом двумя годами позже в одном из своих научных докладов Холл: «Точное давление и температуру, а также вещества, необходимые для синтеза, я не привожу. Во-первых, эта информация — собственность «Дженерал электрик». Во-вторых, существует приказ о секретности патентов «Дженерал электрик». В-третьих, засекречен и патент на установку «Белт»…»