Naujos rūšies medžiaga gali būti ir kieta, ir skysta iš karto.
Šioje grandinėje išlydytoje būsenoje išlydyti ir kieti sluoksniai susikerta atominiame lygmenyje. Neseniai, naudodamiesi kompiuteriniais modeliavimais, tyrėjai įkalbino virtualųjį kalį į grandinės išsilydžiusią būseną, metalą veikdami ekstremalios temperatūros ir slėgio sąlygomis, pranešė mokslininkai naujame tyrime.
Dar daugiau, ši dviguba būsena išliko net ir dramatiškai keičiant eksperimento sąlygas modeliavimo metu. Šie įrodymai taip pat parodė, kad grandinėje išsilydžiusi būsena yra stabilus materijos tipas, o ne tik perėjimas tarp kietos ir skystos.
Šie eksperimentai buvo atlikti atominiame lygmenyje virtualioje aplinkoje, tačiau kaip gali būti daikto laikymas šioje savotiškoje būsenoje?
„Jis atrodytų ir jaustųsi kaip tvirtas, todėl galėtumėte jį pasiimti, tada jame gali atsirasti skysta dalis“, - tyrimo bendraautorius Andreasas Hermannas, kompiuterinės fizikos skaitytojas kartu su Edinburgo universiteto fizikos mokykla. ir astronomija Škotijoje, pasakojo „Live Science“.
"Bet kai tik skystis pasimeta nuo medžiagos, dalis kietos dalies ištirps, kad jį papildytų", - teigė Hermannas.
Ankstesniame tyrime tyrėjai jau įrodė, kad kalis, labai reaktyvus metalas, buvo šiek tiek keistas. Jie parodė, kad esant dideliam slėgiui, kalis sudaro neįprastą dviejų skirtingų, tarpusavyje susipynusių gardelių kristalų struktūrą, „pereinant nuo labai paprastos atominės struktūros prie kažko labai sudėtingo“, - teigė Hermannas.
Naujam tyrimui mokslininkai atliko modeliavimą, kurio metu kalis veikė aukštą temperatūrą, be aukšto slėgio. Integruoti mašininį mokymąsi į modeliavimą labai padidino atomų skaičių - šiuo atveju 20 000 vienu metu -, kuriuos tyrimo autoriai galėjo išbandyti.
Naujuose modeliavimuose, kai viskas įkaista, kalis padarė kažką labai keisto. Po to, kai jos atomai sudarė tarpusavyje sujungtą grotelių struktūrą, vienos grotelės atomai buvo stipriai sujungti, išlaikant tvirtą būseną. Tačiau kitų gardelių signalas išnyko, nurodydamas atomų sutrikimą, pažymėjo tyrimo autoriai.
Kitaip tariant, šie atomai tapo skysti, o jų tiesioginiai atominiai kaimynai išliko tvirti, sukurdami būseną, kuri nėra nei tikrai kieta, nei skysta, bet yra abiejų mišinys, „sujungtas atominiame lygmenyje“, - teigė Hermannas.
Kai kalio mėginiai pasiekė tokią dvigubą būseną, jie išliko skysti ir kieti, net po to, kai šiluma buvo paversta šimtais laipsnių, sako Hermann.
Kiti tyrimai parodė, kad kalis nėra vienintelis elementas, sukuriantis du susipynusius atomų tinklus, veikiant intensyviam slėgiui, o šie elementai - „kalio kaimynai ir kitur periodinėje lentelėje“ - taip pat gali sudaryti galimybę gauti skysčio dalį ir pusiausvyros būseną, sakė Hermannas.
Mašinų mokymosi sistema, kurią tyrimo autoriai sukūrė kalio tyrimui, taip pat galėtų būti naudojama kartu su kitomis medžiagomis, kad būtų galima iššifruoti, kaip ekstremalios sąlygos jas veikia atominiame lygmenyje.
„Tai yra principo įrodymas: skaičiavimo būdu pigi technika, galinti apibūdinti medžiagas, veikiančias įvairiausius slėgius ir temperatūras, įskaitant kai kurias labai egzotiškas būsenas, tokias, apie kurias mes rašėme šiame darbe“, - teigė Hermannas. "Tai yra mūsų tikslas pereiti prie kitos medžiagos, kur galėtume atsakyti į įvairius su mokslo ir mokslo klausimais susijusius klausimus."
Rezultatai bus paskelbti internete būsimame žurnalo „Proceedings of the National Academy of Science“ numeryje.
