首次發現同時是液體和固體的物質

物質可以表現出各種各樣的形狀，但我們大多數人都聽說過最基本的三種形態：固態，液態和氣態。現在，科學家們首次發現，物質可以同時以兩種形態存在。

明確點說，金屬鉀可以同時是固體和液體——只需施加極端壓力和極端溫度即可。

愛丁堡大學的物理學家Andreas Hermann告訴《國家地理雜誌》說：「這就像攥著吸滿水的海綿擠出水，但海綿本身也是用水製成的。」

鉀很簡單。它具有常見固體形式乾淨、基本的晶格結構。但是一旦施加極端條件，簡單的金屬就會發生奇怪的事情。

例如，我們知道導電金屬鈉在高壓下變為絕緣體。鋰在高壓和低溫下成為超導體。

先前對鉀進行的高壓實驗表明，它的原子組織成複雜的形式——有五組原子構成管狀結構，四個分別位於正方形的頂點，一個在幾何中心；它們之間由四條原子組成鏈相連。點擊查看俯視示意圖。

當加熱時，鏈會消失；研究人員稱之為「鏈熔化轉變」。

為了弄清楚為什麼會發生這種情況，在最新的研究中，研究人員使用強大的計算機模擬來大約20000個鉀原子在極端條件下的行為。

當壓力和溫度足夠高時——大約2到4千兆帕斯卡——鉀原子排列在相互連接的鏈和晶格中。

晶格原子之間有很強的化學相互作用，因此當溫度在400到800開爾文之間時，它們仍然是有序的固體。但與此同時，原子鏈條融化成無序的液態。

該團隊將這個新狀態稱為「鏈熔融階段」，並相信它可以在適當條件下存在於包括鈉和鉍在內的各種材料中——具體的誘導條件可能與鉀的不同。

「鉀是我們所知道的最簡單的金屬之一，但如果你使勁擠壓它，它也會形成非常複雜的結構。」Hermann說，「我們已經證明，這種不尋常但穩定的狀態同時兼具固體和液體的特徵。如果在其他材料實現類似的不尋常狀態，可以發展出各種各樣的新奇應用。」

該研究將發表在PNAS上。

本文譯自 sciencealert，由譯者 majer 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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