Jauna veida viela var būt gan cieta, gan šķidra vienlaikus.
Šajā ķēdes kausētajā stāvoklī izkausēti un cietie slāņi savijas atoma līmenī. Nesen, izmantojot datorsimulācijas, pētnieki pierunāja virtuālo kāliju ķēdes kausētā stāvoklī, pakļaujot metālu ārkārtējas temperatūras un spiediena apstākļiem, zinātnieki ziņoja jaunā pētījumā.
Vēl vairāk, šis duālais stāvoklis saglabājās pat dramatisku izmaiņu rezultātā eksperimenta apstākļos simulācijas laikā. Šie pierādījumi arī parādīja, ka ķēdē izkusis stāvoklis ir stabils vielas veids, nevis tikai pāreja starp cietu un šķidru.
Šie eksperimenti tika veikti atomu līmenī virtuālā vidē, bet kā varētu būt objekta turēšana šajā savdabīgajā stāvoklī?
"Tas izskatīsies un justies kā ciets, tāpēc jūs to varat paņemt, tad tajā ir šķidra daļa, kas varētu noplūst," saka pētījuma līdzautors Andreass Hermans, skaitļošanas fizikas lasītājs Edinburgas Universitātes Fizikas skolā. un astronomija Skotijā, pastāstīja Live Science.
"Bet, tiklīdz šķidrums pazūd no materiāla, daļa cietās daļas izkausēsies, lai to papildinātu," sacīja Hermans.
Pētnieki jau iepriekšējā pētījumā pierādīja, ka kālijs, ļoti reaģējošs metāls, ir nedaudz dīvaini. Viņi parādīja, ka zem augsta spiediena kālijs veido neparastu divu dažādu savstarpēji savienotu režģu kristāla struktūru, "pārejot no ļoti vienkārša atomu izkārtojuma uz kaut ko ļoti sarežģītu", sacīja Hermans.
Jaunajam pētījumam zinātnieki veica simulācijas, kurās kālija papildus augstajam spiedienam pakļāva arī augstu temperatūru. Mašīnmācības iekļaušana simulācijās ievērojami palielināja atomu skaitu - šajā gadījumā uzreiz 20 000 -, kurus pētījuma autori varēja pārbaudīt.
Jaunajās simulācijās, kad lietas uzkarsa, kālijs darīja kaut ko ļoti dīvainu. Pēc tam, kad tā atomi veidoja savstarpēji savienotu režģa struktūru, vienas režģa atomi bija cieši saistīti, saglabājot stabilu stāvokli. Bet signāls no otras režģa izzuda, norādot uz traucējumiem atomos, atzīmēja pētījuma autori.
Citiem vārdiem sakot, šie atomi kļuva šķidri, kamēr to tiešie atomu kaimiņi palika cietie, radot stāvokli, kas nav nedz patiesi ciets, nedz šķidrs, bet gan abu sajaukums, "kas savstarpēji savienoti atomu līmenī", sacīja Hermans.
Kad kālija paraugi sasniedza šo divkāršo stāvokli, tie pēc daļēja šķidruma un daļēji cieta sastāva saglabājās pat pēc simtiem grādu karstuma palielināšanas, saka Hermans.
Citi pētījumi ir parādījuši, ka kālijs nav vienīgais elements, kas intensīvā spiedienā izveido divus savstarpēji saistītus atomu režģus, un šie elementi - "kālija kaimiņi un citur periodiskā tabulā" - var arī būt spējīgi sasniegt daļēju šķidrumu un daļēji cietā stāvoklī, sacīja Hermans.
Mašīnmācīšanās sistēmu, ko pētījuma autori izstrādāja, lai pārbaudītu kāliju, varētu izmantot arī kopā ar citām vielām, lai atšifrētu, kā ārkārtējie apstākļi tos ietekmē atomu līmenī.
"Tas ir principa pierādījums: skaitliski lēta tehnika, kas var aprakstīt materiālus visdažādākajos spiedienos un temperatūrās, ieskaitot dažus ļoti eksotiskus stāvokļus, tādus kā tas, par kuru mēs rakstījām šo rakstu," sacīja Hermans. "Tas ir mūsu mērķis, pāriet uz citiem materiāliem, kur mēs varam atbildēt uz dažādiem jautājumiem, kas saistīti ar materiālzinātni."
Rezultāti tiks publicēti tiešsaistē gaidāmajā žurnāla Proceedings of the National Academy of Science žurnālā.
