Novo estado da matéria é descoberto com partes líquidas e sólidas

Pesquisadores encontraram um estado de matéria no qual os átomos de potássio exibem propriedades líquidas e sólidas simultaneamente. A descoberta será publicada em breve na na revista Proceedings, da Academia Nacional de Ciência.

Segundo os cientistas, a explicação está na estrutura do potássio. Na forma sólida, o elemento tem característica cristalina básica. Mas com uma alta pressão, sua estrutura fica mais complexa, sendo reorganizado de forma que cinco tubos cilíndricos compostos de átomos formem um X, enquanto quatro longas cadeias se juntam entre eles.

Os dois arranjos ficam fracamente conectados – tanto que, quando a temperatura é elevada, as correntes começam a desaparecer à medida que os tubos permanecem intactos. Os pesquisadores descrevem isso como uma "transição de derretimento de cadeia".

"Seria como segurar uma esponja cheia de água que começa a pingar, exceto que a esponja também é feita de água", explicou Andreas Hermann, coautor do estudo e físico da Universidade de Edimburgo, no Reino Unido, à National Geographic.

Para descobrir o que estava acontecendo, Hermann e seus colegas empregaram uma rede neural, um tipo de Inteligência Artificial (IA), baseado no cérebro humano e no sistema nervoso que "aprende" com exemplos anteriores. Após um treinamento, a rede neural foi capaz de criar simulações envolvendo 20 mil átomos e confirmou que, nas circunstâncias certas, o potássio pode atingir esse estado de derretimento da cadeia.

Isso ocorre em pressões entre 20 mil e 40 mil vezes maiores que a pressão atmosférica e somente quando as temperaturas atingem de 127 a 527°C. Neste ponto, as cadeias mais fracas do potássio se dissolvem, mas os tubos fortes permanecem sólidos – criando uma parte sólida e uma líquida.

e acordo com a National Geographic, esta é a primeira vez que cientistas foram capazes de mostrar que é possível alcançar este estado: há mais de meia dúzia de outros elementos, incluindo o sódio e o bismuto, que, como o potássio, são considerados capazes de atingir esse “estado duplo” sob as circunstâncias corretas.

"O potássio é um dos metais mais simples que conhecemos, mas se você o pressionar, ele forma estruturas muito complicadas", declarou Hermann. “Mostramos que esse estado incomum, mas estável, é parte sólido e parte líquido. Recriar isso em outros materiais poderia ter vários tipos de aplicações.”

Este é o experimento mais recente para mostrar que os elementos podem existir em outros estados além do sólido, líquido e gasoso. Assim como o plasma, pesquisadores já descobriram gotículas, o metal de Jahn-Teller, o condensado de Bose-Einstein – e até mesmo super sólidos e superfluidos.

Fonte: revistagalileu