Un nuevo tipo de materia puede ser tanto sólido como líquido a la vez. En este estado de cadena fundida, las capas fundidas y sólidas se entrelazan en el nivel atómico.
Recientemente, utilizando simuladores, lograron que el potasio se convirtiera en un estado de cadena fundida al exponer el metal a condiciones de temperatura y presión extremas.
Además, este estado dual persistió incluso a través de cambios dramáticos en las condiciones de los experimentos dentro de la simulación. Esta evidencia también mostró que el estado de la cadena fundida es un tipo estable de materia y no simplemente una transición entre sólido y líquido.
Estos experimentos se llevaron a cabo a nivel atómico en un entorno virtual, pero ¿cómo sería mantener un objeto en este estado peculiar?
“Se vería y se sentiría como un sólido, así que podrías recogerlo, entonces hay una parte líquida que podría filtrarse“
Escribió el coautor del estudio Andreas Hermann, un lector de física computacional de la Facultad de Física de la Universidad de Edimburgo. y Astronomía en Escocia.
“Pero una vez que el líquido se pierde del material, parte de la parte sólida se derretirá para reponerla“
Los investigadores ya habían demostrado en un estudio anterior que el potasio, un metal altamente reactivo, era un poco raro.
A alta presión, el potasio forma una estructura cristalina inusual de dos retículas entretejidas diferentes
“pasando de una disposición atómica muy simple a algo muy complicado“
Nuevos estudios realizados
Para el nuevo estudio, sometían el potasio a altas temperaturas además de la alta presión. La incorporación del aprendizaje automático en las simulaciones incrementó en gran medida el número de átomos (20,000 a la vez en este caso).
En las nuevas simulaciones, cuando las cosas se calentaron, el potasio hizo algo muy extraño. Después de que sus átomos formaron una estructura reticular interbloqueada, los átomos en una red se conectaron fuertemente, manteniendo un estado sólido.
Señalaron que la señal de la otra red se desvaneció, lo que indica un desorden en los átomos.
En otras palabras, estos átomos se volvieron líquidos, mientras que sus vecinos atómicos inmediatos permanecieron sólidos, creando un estado que no es realmente sólido ni líquido, sino una mezcla de ambos
“interconectados en el nivel atómico“
Una vez que las muestras de potasio alcanzaron este estado dual, se mantuvieron en parte líquidas y en parte sólidas incluso después de que el calor subió cientos de grados.
Otros estudios han demostrado que el potasio no es el único elemento que desarrolla dos redes de átomos entrelazadas bajo presión intensa , y estos elementos, “vecinos del potasio y en cualquier otra parte de la tabla periódica“, también pueden ser capaces de alcanzar una parte líquida y Estado en parte sólido.
Y el sistema de aprendizaje automático que los autores del estudio desarrollaron para examinar el potasio también podría usarse con otras sustancias para descifrar cómo las condiciones extremas los afectan a nivel atómico.
“Esta es la prueba del principio: una técnica computacionalmente barata que puede describir materiales en una amplia gama de presiones y temperaturas, incluidos algunos estados muy exóticos como el que escribimos en este artículo”
“Ese es nuestro objetivo, pasar a otros materiales donde podamos responder a diferentes preguntas relacionadas con la ciencia de los materiales“.
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