Группа физиков Эдинбургского университета открыла новое агрегатное состояние материи. Раньше считалось, что материя может быть твердой, жидкой и газообразной, однако ученые впервые установили, что она может находиться одновременно в двух из этих состояний.
Физики под руководством Андреаса Херманна установили, что металлический калий может быть твердым и жидким одновременно, если применить к нему экстремальные давление и температуру. Тогда калий будет твердым, но при этом расплавленным.
Это все равно, что держать губку, наполненную водой, которая начинает из нее капать. А сама губка тоже состоит из воды!
Физик Андреас Херманн
Калий имеет чистую кристаллическую решетчатую структуру в твердом состоянии. Однако в экстремальных условиях с простыми металлами случаются странные процессы, например, проводящий металлический натрий становится изолятором при высоком давлении. Литий становится сверхпроводником при высоком давлении и низкой температуре.
Эксперименты с калием показали, что при высоком давлении его атомы организуются в сложное расположение: пять трубок атомов в квадратной формации, четыре по углам и одна в середине, и четыре цепочки атомов связаны между собой.
При нагревании цепи исчезают. Исследователи назвали это переходом плавления цепи, который, как считается, происходит при переходе цепей калия из упорядоченного в неупорядоченное состояние.
Разработанная компьютерная модель из 20 тыс. атомов калия показала, что при высоких давлениях и температурах (около 4 ГПа) атомы калия располагаются в виде взаимосвязанных цепочек и решеток. При этом химические взаимодействия между атомами решетки являются очень сильными, поэтому они остаются упорядоченным твердым веществом при температуре до 550 °С. Но между тем, цепочки тают в неупорядоченном жидком состоянии.