De nouveaux travaux d'une équipe comprenant Guoyin Shen de Carnegie et Yoshio Kono ont utilisé une pression et une température élevées pour révéler une sorte de "mémoire structurelle" dans des échantillons de bismuth métallique, une découverte à fort potentiel en électrotechnique.

Le bismuth est un élément historiquement intéressant pour les scientifiques, comme un certain nombre de découvertes importantes dans le monde de la physique des métaux ont été faites lors de son étude, y compris des observations importantes sur l'effet des champs magnétiques sur la conductivité électrique.

Le bismuth a un certain nombre de phases. Une phase chimique est une configuration distinctive des molécules qui composent une substance. La congélation de l'eau en glace ou l'ébullition en vapeur sont des exemples de la façon dont les changements de conditions externes peuvent induire une transition d'une phase à une autre. Mais pour les physiciens et les scientifiques des matériaux, l'application de pressions et de températures extrêmes peut entraîner une grande variété d'autres phases. Par exemple, dans des conditions de pression et de température croissantes, le bismuth subit une série de transitions de phase, comprenant huit types différents de phases solides observés jusqu'à présent.

Dans des études antérieures sur le bismuth, les changements structurels induits par la pression n'ont pas été retenus lorsque la pression a été réduite. Cependant, l'équipe de recherche, qui comprenait l'auteur principal Yu Shu et ses collègues Dongli Yu, Wentao Hu, Bo Xu, Julong He, et Zhongyuan Liu de l'Université de Yanshan, et Yanbin Wang de l'Université de Chicago - ont utilisé une voie de conditions successives de pression et de température pour créer une forme de bismuth qui a une « mémoire structurelle » d'une phase précédente.

Lorsque le bismuth est amené à un état liquide inférieur à 14, 000 et 24, 000 fois la pression atmosphérique normale (1,4 à 2,4 gigapascals) et à environ 1, 800 degrés Fahrenheit (1, 250 kelvins), et est ensuite lentement refroidi à un état solide, le solide "se souvient" de certains des motifs structurels de son prédécesseur liquide.

"Le liquide à haute pression devient plus structurellement désordonné lorsque la chaleur est appliquée, prendre ce que nous appelons un état «liquide profond», dont certaines caractéristiques structurelles subsistent même lorsque le bismuth est ramené à l'état solide, " expliqua Shen. " C'est la première fois qu'un tel effet est observé dans un métal élémentaire. "

Fascinant, cette "mémoire" est corrélée à un passage d'être repoussé par un champ magnétique à être attiré par un champ magnétique. L'équipe pense qu'il sera possible d'induire un changement similaire dans les propriétés physiques dans d'autres, similaire, éléments, dont le cérium, antimoine, plutonium, et d'autres.