科學家發(fā)現(xiàn)：原子可同時以固態(tài)和液態(tài)存在

據(jù)物理學家組織網(wǎng)8日報道，科學家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種新的物質(zhì)形態(tài)：鏈融態(tài)(chain-melted state)，其中原子可同時以固態(tài)和液態(tài)存在。

迄今為止，人們普遍認為，物理材料中的原子只能以固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)這3種狀態(tài)之中的一種存在。但研究人員發(fā)現(xiàn)，在極端條件下，某些元素可“一人分飾兩角”，同時展現(xiàn)出固態(tài)和液態(tài)的特性。

英國愛丁堡大學和中國西安交通大學科學家團隊進行的研究顯示，對鉀這種簡單的金屬施加高溫高壓，會創(chuàng)造出鏈融態(tài)——其中，鉀元素的大部分原子形成固體晶格結(jié)構(gòu);但該結(jié)構(gòu)同時還包含另一組以流體排列的鉀原子。

在研究中，團隊使用功能強大的計算機，模擬了20000個鉀原子在極端條件下的表現(xiàn)，結(jié)果表明，形成的新結(jié)構(gòu)代表了新的、穩(wěn)定的物質(zhì)態(tài)。

他們解釋稱，對原子施加壓力會導致兩個相互鏈接的固體晶格結(jié)構(gòu)的形成，其中一個晶格中原子之間的化學相互作用很強，這意味著，當結(jié)構(gòu)被加熱時它們保持固態(tài);而其他原子則熔化成液態(tài)。

研究人員表示，在合適的條件下，包括鈉和鉍在內(nèi)的6種以上的元素能以新發(fā)現(xiàn)的這種狀態(tài)存在。

研究負責人、愛丁堡大學物理與天文學院的安德烈亞斯·赫爾曼博士在《美國國家科學院院刊》上撰文稱：“鉀是我們所知道的最簡單的金屬之一。我們已經(jīng)證明，這個不尋常但穩(wěn)定的狀態(tài)是部分固體和部分液體，在其他材料中重構(gòu)這一狀態(tài)或有多種應(yīng)用。”

不過，新發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)究竟僅代表一種獨特的物質(zhì)狀態(tài)，還是兩種狀態(tài)之間的過渡狀態(tài)，研究人員仍需進一步確定。