作者jackliao1990 (jack)
看板Physics
標題[新聞]原子可以同時是固體和液體,暫命名鏈熔態
時間Tue Apr 16 23:28:25 2019
發現新物質狀態,原子可以同時是固體和液體,暫命名「鏈熔態」
https://technews.tw/2019/04/10/matter-atom-potassium-chain-melted-state/
鉀是我們所知道最簡單的金屬之一,原子在正常條件下有條不紊地排列,然而當遇上極端
條件,再簡單的事物都會變得複雜。最新模擬研究證實,包括鉀在內的某些元素若面臨極
端壓力、溫度,內部原子會同時出現固態和液態相,科學家已將這種全新物質狀態命名為
「chain-melted state」(暫譯鏈熔態)。
宇宙萬物中,肉眼能見的所有有形物體都是物質,最基本的三大物質狀態我們耳熟能詳,
即:固態、液態與氣態。隨著近代實驗技術進步,科學家開始發現更多物質狀態,比如玻
色─愛因斯坦凝態、費米子凝聚態、夸克-膠子漿等。
此前我們認為,構成物質的原子在同一時間、同樣環境下只會呈現固態、液態或氣態其中
一種,比如當物質呈現固態時,代表內部粒子(包括原子、分子、離子)彼此受化學鍵(
chemical bond)緊密牽制,無法自由行動;當物質呈現液態時,雖然內部粒子仍受化學
鍵(chemical bond)牽連,但分子之間能量夠大,有一定的移動自由度。
在金屬晶體中,原子排列緊密,結構看上去整齊乾淨,然而當遇到極端條件,再簡單的金
屬都會發生複雜的變化,比如導電金屬鈉在高壓下反而轉變為絕緣體、鋰金屬在高壓或低
溫下成為超導體;大約 15 年前,科學家曾發現鈉在承受極端壓力時(約地球大氣壓力
2 萬倍),顏色從銀色轉為透明。
幾年前,另一組實驗表明鉀在高壓環境下,原本井然有序的原子排列趨向複雜(如下圖)
,5 個原子管排成 X 型(正方形的 4 個角和中間),四邊則有 4 條原子鏈連接。
現在,英國愛丁堡大學團隊最新研究發現,鉀在極高壓高溫環境下出現了奇異的全新物態
。科學家以電腦模擬 2 萬個鉀原子在 2~4 GPa 壓力、溫度 126~530℃ 下會有什麼表
現,結果發現,此時鉀原子構成的晶格結構仍維持固體,但原子鏈熔化為無序液體,進入
所謂的鏈融態(chain-melted state)。
研究人員說,包括鈉、鉍等 6 種元素,可能都具有這種鏈熔態,如果我們能在其他材料
中創造出鏈熔態,或許會出現各式各樣無法想像的應用──雖然它的壓力條件需求有點太
嚴苛。新論文發表在《美國國家科學院院刊》(PNAS)。
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推 Minesweeper: 奇葩標題 04/16 23:38
推 b852258: 詭異,相態不是原子之間的束制力強弱造成的嗎,原子本身 04/17 01:25
→ b852258: 沒有相態吧? 04/17 01:25
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推 lucifer19: 鈉高壓下變成絕緣體跟銀色轉透明不是同一件事嗎? 04/17 22:55
推 yw1002: 排除lepton的干擾 可以純粹做quark matter吧 04/18 05:28
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