Satu jenis perkara baru boleh menjadi pepejal dan cecair sekaligus.
Dalam keadaan rantai rantai ini, lapisan lebur dan pepejal bersambungan pada tahap atom. Baru-baru ini, menggunakan simulasi komputer, para penyelidik memujuk potassium maya ke dalam keadaan rantai-cair dengan mendedahkan logam kepada keadaan suhu dan tekanan yang melampau, para saintis melaporkan dalam satu kajian baru.
Lebih-lebih lagi, kedua-dua negeri ini berterusan walaupun melalui perubahan dramatik dalam keadaan eksperimen dalam simulasi. Bukti ini juga menunjukkan bahawa keadaan rantai-cair adalah jenis bahan yang stabil dan bukan semata-mata peralihan antara pepejal dan cecair.
Eksperimen-eksperimen ini dijalankan di peringkat atom dalam persekitaran maya, tetapi apa yang mungkin ia seperti untuk memegang objek dalam keadaan aneh ini?
"Ia akan kelihatan seperti pepejal, jadi anda boleh mengambilnya, maka ada cecair di dalamnya yang boleh bocor," kata penulis bersama Andreas Hermann, pembaca dalam fizik pengkomputeran dengan Universiti Fisika Universiti Edinburgh dan Astronomi di Scotland, memberitahu Live Science.
"Tetapi apabila cecair itu hilang dari bahan, beberapa bahagian pepejal akan mencairkan untuk menambahnya," kata Hermann.
Para penyelidik telah menunjukkan dalam kajian terdahulu bahawa kalium, logam yang sangat reaktif, agak pelik. Mereka menunjukkan bahawa di bawah tekanan tinggi, potassium membentuk struktur kristal yang luar biasa dari dua kisi-kisi yang dijalin antara lain, "dari perkiraan atom yang sangat mudah kepada sesuatu yang sangat rumit," kata Hermann.
Untuk kajian baru, para saintis menjalankan simulasi yang menundukkan kalium kepada suhu tinggi selain tekanan tinggi. Menggabungkan pembelajaran mesin ke dalam simulasi sangat meningkatkan bilangan atom - 20,000 sekaligus dalam kes ini - bahawa penulis kajian boleh menguji.
Dalam simulasi baru, apabila keadaan menjadi panas, potasium melakukan sesuatu yang sangat pelik. Selepas atom membentuk struktur kekisi salingan, atom-atom dalam satu kisi terhubung kuat, mengekalkan keadaan pepejal. Tetapi isyarat dari kisi lain hilang, menunjukkan gangguan dalam atom, kata penulis kajian.
Dalam erti kata lain, atom-atom ini menjadi cair manakala jiran-jiran atomnya terus kekal kukuh, mewujudkan keadaan yang tidak benar-benar pepejal atau cecair, tetapi campuran kedua-duanya, "saling berhubungan di peringkat atom," kata Hermann.
Apabila sampel potassium mencapai keadaan dua ini, mereka tetap sebagai sebahagian cecair dan sebahagian padat walaupun selepas haba telah beratus-ratus darjah, menurut Hermann.
Kajian-kajian lain menunjukkan bahawa kalium bukanlah satu-satunya elemen yang membangunkan dua kisi-kisi atom yang terkena tekanan di bawah tekanan yang kuat, dan unsur-unsur ini - "jiran kalium dan di tempat lain pada jadual berkala" - juga boleh mencapai sebahagian cecair dan keadaan separuh pepejal, kata Hermann.
Dan sistem pembelajaran mesin yang dikembangkan oleh penulis kajian untuk mengkaji kalium juga boleh digunakan dengan bahan-bahan lain, untuk menguraikan bagaimana keadaan ekstrim memberi kesan kepada mereka di peringkat atom.
"Inilah bukti prinsip: teknik komputasi murah yang dapat menggambarkan bahan-bahan merentas pelbagai tekanan dan suhu, termasuk beberapa negeri yang sangat eksotik seperti yang kita tulis kertas ini," kata Hermann. "Itulah matlamat kita, untuk bergerak ke bahan-bahan lain di mana kita dapat menjawab soalan-soalan berkaitan sains yang berbeza-beza."
Penemuan ini akan diterbitkan secara dalam talian dalam terbitan jurnal Proceedings of the Academies of the National Science.
