Teadlased leidsid neljanda aine oleku, milles molekulid on samaaegselt tahked ja vedelad

Šotimaa ja Hiina teadlased leidsid tahke, vedela ja gaasilise kõrval uue aine oleku, milles aatomid saavad samaaegselt eksisteerida nii tahkes kui ka vedelas olekus, vahendab Phys.org.

Selleks, et aine saaks võtta kahe erineva oleku omadused, peab see olema kõrge rõhu ja temperatuuri tingimustel. Sellised katsed viidi läbi näiteks kaaliumiga. Katse tagajärjel tekkis metallist tahke kristallstruktuur, mille sees on teine osa kaaliumiaatomeid, millel on vedeliku omadused.

"Kaalium on üks kõige lihtsamaid metalle, mida me teame, ometigi moodustab see surve mõjul väga keerulisi struktuure. Me leidsime, et see ebatavaline, kuid stabiilne vorm sisaldab nii vedelaid kui ka tahkeid osakesi. Teistes materjalides sarnase oleku esile kutsumine võib viia kõiksugu rakendusviisideni," selgitas Edinburghi Ülikooli füüsika ja astronoomiadoktor Andreas Hermann.

Kõrge rõhuga keskkonnas olevatest aatomitest moodustub kaks omavahel ühendatud tahket võrestruktuuri. Ühes võrestikus olevate aatomite vahelised keemilised sidemed on tugevad, mis tähendab, et moodustist kuumutades jäävad need tahkeks, teised aatomid muutuvad aga vedelaks. Teadlaste sõnul võiks kaaliumile sarnaselt käituda veel vähemalt pool tosinat elementi, teiste hulgas näiteks naatrium ja vismut.

Kuigi teadlased olid erilistest kristallstruktuuridest teadlikud juba varem, polnud siiani teada, kas tegemist on eraldiseisva aineolekuga või lihtsalt üleminekuetapiga kahe aineoleku vahel. Edinburghi Ülikooli teadlased leidsidki 20 000 kaaliumimolekuli hõlmavate arvutisimulatsioonide abil, et tegemist on uue, stabiilse olekuga.

Teadlaste uurimistöö avaldati teadusžurnaalis Proceedings of the National Academy of Sciences.