Долой стереотипы: ученые обнаружили вещество, которое может одновременно находиться в твердом и жидком состоянии

Большинство из нас знает о всего трех состояниях вещества — твердое, жидкое и газообразное. Однако физики обнаружили несколько нетипичных состояний, которые могут существовать при чрезвычайных условиях.

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

Иллюзия предсказуемости

Долой стереотипы: ученые обнаружили вещество, которое может одновременно находиться в твердом и жидком состоянии

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

Долой стереотипы: ученые обнаружили вещество, которое может одновременно находиться в твердом и жидком состоянии

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.

Долой стереотипы: ученые обнаружили вещество, которое может одновременно находиться в твердом и жидком состоянии

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

Долой стереотипы: ученые обнаружили вещество, которое может одновременно находиться в твердом и жидком состоянии

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.
Оцените статью
Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.