| 18 апреля 2019 | Новости науки и техники

Материя, находящаяся в неизвестном ранее состоянии, может быть твердой и жидкой одновременно

Калий


В окружающем нас мире материя может находиться в самых различных состояниях. Большинству из людей известны лишь три основных состояния материи - твердое тело, жидкость и газ. Но недавно ученые обнаружили, что при определенных условиях материя может находиться в экзотическом состоянии, в котором она является твердой и жидкой одновременно. В качестве экстремальных условий в экспериментах ученые использовали чрезвычайно высокие давление и температуру, а в качестве образца материи, которая перешла в "двойственное" состояние, выступал кусочек металлического калия.

"Материя в этом состоянии походит на губку, полости которой заполнены водой. Кроме этого, тело самой губки также состоит из воды, находящейся в другом агрегатном состоянии" - пишет Андреас Герман (Andreas Hermann), ученый-физик из Эдинбургского университета.

Калий является довольно простым элементом, он имеет четкую базовую кристаллическую структуру, когда этот материал находится в твердой форме. Но когда этот материал попадает под воздействие чрезвычайных условий, с ним происходят достаточно странные превращения. В условиях высокого давления атомы калия реорганизуются и структура кристаллической решетки усложняется. Ячейка решетки приобретает квадратную форму, с четырьмя атомами калия по углам и одним по центру квадрата. Четыре атома, находящиеся в углах, связаны друг с другом при помощи четырех связей.

Структура кристаллической решетки калия


Когда температура калия, уже находящегося под воздействием высокого давления, начинает подниматься и доходит до некоторого значения, связи, удерживающие кристаллическую решетку, исчезают. Но атомы калия, по-прежнему, продолжают "держать строй", прежде чем кануть в пучину хаоса жидкого состояния. Пытаясь выяснить, почему все это происходит, ученые использовали сложнейшие модели, описывающие поведение 20 тысяч атомов калия при чрезвычайных условиях.

Когда давление достигло значения от 2 до 4 Гигапаскалей, атомы калия сформировали кристаллическую решетку, тип которой был описан чуть выше. Химические связи между атомами, при этом, достаточно сильны и материал продолжает оставаться твердым телом до повышения температуры до 800 Кельвинов. Но потом химические связи начинают "таять" и материал постепенно переходит в хаотическое жидкое состояние, проходя через промежуточное твердо-жидкое состояние.

Дальнейшие расчеты показали, что в таком твердо-жидком состоянии могут существовать и другие материалы, такие, как натрий и висмут. А в ближайшем времени ученые постараются определить основные физические и химические свойства материала, находящегося в новом состоянии, которые могут оказаться очень полезными для реализации новых технологий из области прикладной химии, физики и т.п.




Ключевые слова:
Материя, Калий, Жидкое, Твердое, Состояние, Давление, Температура, Кристаллическая, Решетка

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Физики получили "невозможную" форму материи - сверхтвердую кристаллическу ...
  • Ученым удалось охладить молекулы до рекордно низкой температуры
  • Ученые обнаружили уникальную форму льда, формирующегося в присутствии графе ...
  • Ученым удалось охладить атомы вещества до температуры ниже абсолютного нуля
  • Ученые, используя мощный рентгеновский лазер, открыли еще одно состояние ма ...




  • Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.