Нов вид материя може да бъде едновременно твърда и течна.
В това разтопено с верига разтопени и твърди слоеве се преплитат на атомно ниво. Наскоро, използвайки компютърни симулации, изследователите превърнаха виртуалния калий във разтопено във верига състояние, като изложиха метала на условия на екстремни температури и налягане, съобщиха учените в ново проучване.
Нещо повече, това двойно състояние се запазва дори чрез драматични промени в условията на експериментите в рамките на симулацията. Тези доказателства също показаха, че разтопеното във верига състояние е стабилен тип материя, а не просто преход между твърда и течна.
Тези експерименти бяха проведени на атомно ниво във виртуална среда, но какво може да е да държиш обект в това своеобразно състояние?
"Ще изглежда и изглежда като твърд, така че можете да го вземете, тогава има течна част в него, която може да изтече", съавторът на изследването Андреас Херман, читател по изчислителна физика в Университета на Единбург в Училището по физика и Астрономията в Шотландия, каза Live Science.
"Но след като течността се загуби от материала, част от твърдата част ще се разтопи, за да я попълни", каза Херман.
Учените вече демонстрираха в предишно проучване, че калият, силно реактивен метал, е малко странно. Те показаха, че при високо налягане калият образува необичайна кристална структура от две различни, преплетени решетки, "преминавайки от много проста атомна подредба към нещо много сложно", каза Херман.
За новото проучване учените проведоха симулации, които подлагаха на калия на високи температури в допълнение към високо налягане. Включването на машинно обучение в симулациите значително увеличи броя на атомите - 20 000 наведнъж в този случай - които авторите на изследването могат да тестват.
В новите симулации, когато нещата се нагряват, калият направи нещо много странно. След като атомите му образуват затворена решетъчна структура, атомите в една решетка са силно свързани, поддържайки твърдо състояние. Но сигналът от другата решетка изчезна, което показва нарушение в атомите, отбелязват авторите на изследването.
С други думи, тези атоми станаха течни, докато непосредствените им атомни съседи останаха твърди, създавайки състояние, което не е нито твърдо, нито течно, а смес от двете, „свързани помежду си на атомно ниво“, каза Херман.
След като пробите от калий достигнаха това двойно състояние, те останаха като частично течни и частично твърди, дори след като топлината се повиши стотици градуса, според Херман.
Други проучвания показват, че калият не е единственият елемент, който развива две преплетени решетки на атоми под интензивно налягане и тези елементи - „съседи на калий и другаде в периодичната таблица“ - също могат да бъдат в състояние да получат частично течна и частично твърдо състояние, каза Херман.
И системата за машинно обучение, която авторите на изследването са разработили за изследване на калий, може да се използва и с други вещества, за да декодира как екстремните условия им влияят на атомно ниво.
"Това е доказателството за принципа: изчислително евтина техника, която може да опише материали в широк диапазон от налягания и температури, включително някои много екзотични състояния като това, за което написахме този документ", каза Херман. "Това е нашата цел, да преминем към други материали, където можем да отговорим на различни въпроси, свързани с науката, свързани с материалите."
Резултатите ще бъдат публикувани онлайн в предстоящ брой на списанието Proceedings of the National Academy of Science.
