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新物质形态:原子可同时为固态和液态

科普小知识2022-04-27 07:17:16
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北京,4月9日(记者刘霞)——根据物理学家组织网络8日的一份报告,科学家们发现了一种新的物质形式:链熔融态,在这种状态下原子可以以固态和液态存在。

到目前为止,人们普遍认为物质中的原子只能以三种状态之一存在:固态、液态或气态。然而,研究人员发现,在极端条件下,一些元素可以“分成两个角落”,同时表现出固体和液体的特性。

英国爱丁堡大学和中国Xi交通大学的科学家进行的研究表明,对钾这种简单的金属施加高温和高压,会产生一种链熔化状态,在这种状态下,大多数钾原子形成一种固体晶格结构。但是该结构也包含另一组排列在流体中的钾原子。

在这项研究中,该小组使用了一台功能强大的计算机来模拟20,000个钾原子在极端条件下的表现。结果表明,所形成的新结构代表了一种新的稳定的材料状态。

他们解释说,对原子施加压力将导致两个相互连接的固体晶格结构的形成,其中一个晶格中原子之间的化学相互作用非常强,这意味着当结构被加热时,它们仍然是固体;而其他原子熔化成液体。

研究人员说,在适当的条件下,包括钠和铋在内的6种以上的元素可以以新发现的状态存在。

“钾是我们知道的最简单的金属之一,”爱丁堡大学物理和天文学院的安德烈亚斯·赫尔曼博士在《国家科学院院刊》上写道,他负责这项研究。我们已经证明,这种不寻常但稳定的状态部分是固体,部分是液体,在其他材料中有许多重建这种状态的应用。"

然而,研究人员仍然需要进一步确定新发现的结构是仅仅代表一种独特的物质状态还是两种状态之间的过渡状态。