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它结实吗?还是流动的?新的物质是两者

2019-04-17 15:42:23来源:
导读一种新的物质既可以是固体也可以是液体。在这种链熔融状态下,熔融层和固体层在原子水平上交织。科学家在一项新的研究中报告说,最近,利用

一种新的物质既可以是固体也可以是液体。

在这种链熔融状态下,熔融层和固体层在原子水平上交织。科学家在一项新的研究中报告说,最近,利用计算机模拟,研究人员通过将金属暴露在极端温度和压力的条件下,将虚拟钾诱导成链状熔化状态。

更重要的是,即使通过模拟中实验条件的显着变化,这种双重状态仍然存在。该证据还表明,链熔融状态是一种稳定的物质类型,而不仅仅是固体和液体之间的过渡。

这些实验是在虚拟环境中的原子水平上进行的,但是将物体保持在这种奇特的状态会是什么样的呢?

研究报告的共同作者,爱丁堡大学物理学院计算物理学的读者安德里亚斯赫尔曼说:“它看起来和感觉都像一个坚实的,所以你可以把它捡起来,然后就会有一个液体部分可以泄漏出来。”和苏格兰的天文学告诉Live Science。

“但是一旦液体从材料中流失,一些固体部分就会熔化以补充它,”赫尔曼说。

研究人员在之前的一项研究中已经证明,高活性金属钾有点奇怪。他们表明,在高压下,钾形成了两种不同的交织晶格的不寻常的晶体结构,“从非常简单的原子排列变为非常复杂的,”赫尔曼说。

对于这项新的研究,科学家进行了模拟,除了高压外,还要将钾加热到高温。将机器学习纳入模拟大大增加了原子数 - 在这种情况下一次是20,000 - 研究作者可以测试。

在新的模拟中,当事情升温时,钾做了一些非常奇怪的事情。在其原子形成互锁晶格结构后,一个晶格中的原子强烈连接,保持固态。但研究作者指出,来自另一个晶格的信号消失,表明原子无序。

换句话说,这些原子变成了液体,而它们的直接原子邻居保持固态,形成既不是真正的固态也不是液体的状态,而是两者的混合,“在原子水平上相互联系”,赫尔曼说。

赫尔曼表示,一旦钾样品达到这种双重状态,即使在热量达到数百度之后,它们也会作为部分液体和部分固体徘徊。

其他研究表明,钾不是在高压下形成两个相互缠绕的原子晶格的唯一元素,这些元素 - “钾的邻域和周期表中的其他地方” - 也可能能够获得部分液体和赫尔曼说,部分固态。

研究人员开发的用于检测钾的机器学习系统也可以与其他物质一起使用,以解释极端条件如何在原子水平上影响它们。

“这是原理的证明:一种计算上廉价的技术,可以描述各种压力和温度范围内的材料,包括一些非常奇特的状态,如我们在本文中所写的那些,”赫尔曼说。“这是我们的目标,转向其他材料,我们可以回答不同材料 - 科学相关的问题。”

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