Jusqu’à présent, les atomes de la matière physique étaient considérés comme existant généralement dans l’un des trois états suivants : solide, liquide ou gazeux. Une équipe internationale de physiciens dirigée par l’Université d’Édimbourg a toutefois découvert que certains éléments peuvent, lorsqu’ils sont soumis à des conditions extrêmes, acquérir les propriétés des états solide et liquide.
Perles de potassium sous huile de paraffine. Crédit photo : Images of Elements / CC BY 3.0.
L’application de hautes pressions et températures au potassium crée un état dans lequel la plupart des atomes de l’élément forment une structure de réseau solide.
Cependant, la structure contient également un deuxième ensemble d’atomes de potassium qui sont dans un arrangement fluide.
“Le potassium est l’un des métaux les plus simples que nous connaissions, mais si vous le comprimez, il forme des structures très compliquées”, a déclaré l’auteur principal, le Dr Andreas Hermann, de l’École de physique et d’astronomie de l’Université d’Édimbourg.
Jusqu’à présent, il n’était pas clair si ces structures représentaient un état distinct de la matière – appelé état de fusion en chaîne – ou si elles existaient comme étapes de transition entre deux états distincts.
Le Dr Hermann et ses collègues ont utilisé de puissantes simulations informatiques pour étudier l’existence de ce nouvel état.
La simulation du comportement de jusqu’à 20 000 atomes de potassium dans des conditions extrêmes a révélé que les structures formées représentent l’état stable de fusion en chaîne.
“L’application d’une pression sur les atomes conduit à la formation de deux structures de réseau solide interconnectées”, ont déclaré les chercheurs.
“Les interactions chimiques entre les atomes d’un des treillis sont fortes, ce qui signifie qu’ils restent sous une forme solide lorsque la structure est chauffée, tandis que les autres atomes fondent à l’état liquide.”
“Plus d’une demi-douzaine d’éléments – dont le sodium et le bismuth – seraient capables d’exister dans cet état nouvellement découvert.”
Les travaux de l’équipe seront publiés dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences.
