Физики обнаружили вещество, которое может одновременно находиться в жидком и твердом состоянии

Команда ученых из Эдинбургского университета обнаружила новое состояние, в котором атомы калия демонстрируют свойства и твердого, и жидкого вещества одновременно.

Иллюзия предсказуемости

Это необычное состояние калия может быть замечено при условиях близких к мантии Земли, однако элемент редко наблюдается в чистой форме и обычно соединяется с другими элементами.

Такие металлы, как калий, отличаются довольно простой молекулярной структурой. Когда металл в твердом состоянии, атомы элемента выстраиваются в ровные ряды, которые отлично проводят тепло и электричество. В течение долгого времени исследователи были уверены, что могут с легкостью предсказать поведение таких молекулярных структур при экстремальном давлении и температуре.

Эксперименты в экстремальных условиях

Но приблизительно 15 лет назад, ученые обнаружили, что натрий (металл со свойствами, подобными калию) вел себя крайне странно под давлением.

При давлении в 20 тысяч раз превосходящем атмосферное слиток натрия превращался из серебристого в прозрачный и полностью переставал проводить электрический ток. Ученые заметили, что под таким давлением меняется структура атомов - она становится более сложной, кристаллической.

Калий был подвергнут подобному эксперименту. При таком высоком давлении его атомы образуют крайне сложную структуру, словно два совершенно отдельных вещества, которые соединены, но не полностью. Это словно держать в руке полную губку, из которой течет вода, только в случае с калием губка тоже состоит из воды.

Этот опыт впервые доказал, что такое странное соединение состояний термодинамически стабильно.

Экзотические состояния

Теперь, когда эта необычная фаза калия подтверждена, она официально присоединяется к известному множеству других необычных состояний веществ, среди которых:

• Плазма: перегретая форма газа, в котором атомные ядра отделены от своих электронов, то есть они могут создавать и взаимодействовать с электромагнитными полями.
• Конденсат Бозе-Эйнштейна: формируется при температурах, близких к абсолютному нулю, все атомы в этом материале начинают действовать как единая частица.
• Сверхпроводник: при сильном охлаждении определенные металлы достигают состояния, когда электрический ток проходит сквозь их атомы без сопротивления.
• Супержидкость: жидкость у которой отсутствует вязкость и которая может двигаться по любой поверхности без трения, даже подниматься по стенкам контейнера вверх.
• Вырожденный газ: эта форма газа возможна лишь под невероятно высоким давлением, которое встречается в ядрах белых карликов и нейтронных звезд.
• Кварк-глюонная плазма: состояние, при котором протоны и нейтроны разделяются на составляющие их кварки, антикварки и глюоны.