Les scientifiques ont découvert un nouvel état de la matière physique dans lequel les atomes peuvent exister simultanément sous forme solide et liquide.

Jusqu'à maintenant, les atomes du matériau physique existaient généralement dans l'un des trois états :solide, liquide ou gazeux. Les chercheurs ont trouvé, cependant, que certains éléments peuvent, lorsqu'il est soumis à des conditions extrêmes, prendre les propriétés des états solide et liquide.

L'application de pressions et de températures élevées au potassium - un métal simple - crée un état dans lequel la plupart des atomes de l'élément forment une structure en treillis solide, les résultats montrent. Cependant, la structure contient également un deuxième ensemble d'atomes de potassium qui sont dans un arrangement fluide.

Dans les bonnes conditions, plus d'une demi-douzaine d'éléments, dont le sodium et le bismuth, seraient capables d'exister dans l'état nouvellement découvert, disent les chercheurs.

Jusqu'à maintenant, il n'était pas clair si les structures inhabituelles représentaient un état distinct de la matière, ou existaient en tant qu'étapes de transition entre deux états distincts.

Une équipe dirigée par des scientifiques de l'Université d'Édimbourg a utilisé de puissantes simulations informatiques pour étudier l'existence de l'État, connu sous le nom d'État fondu en chaîne. Simuler comment jusqu'à 20, 000 atomes de potassium se comportent dans des conditions extrêmes a révélé que les structures formées représentent la nouvelle, état stable de la matière.

L'application d'une pression sur les atomes conduit à la formation de deux structures de réseau solides interconnectées, dit l'équipe. Les interactions chimiques entre les atomes d'un même réseau 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.

L'étude, publié dans la revue Actes de l'Académie nationale des sciences , a été soutenu par le Conseil européen de la recherche et le Conseil de la recherche en ingénierie et sciences physiques. Le travail a été réalisé en collaboration avec des scientifiques de l'Université Xi'an Jiantong en Chine.

Dr Andreas Hermann, de l'École de physique et d'astronomie de l'Université d'Édimbourg, qui a dirigé l'étude, dit :« Le potassium est l'un des métaux les plus simples que nous connaissons, pourtant si vous le serrez, il forme des structures très compliquées. Nous avons montré que cet état inhabituel mais stable est en partie solide et en partie liquide. Recréer cet état inhabituel dans d'autres matériaux pourrait avoir toutes sortes d'applications."