Les scientifiques ont résolu une énigme vieille de plusieurs décennies sur un métal largement utilisé, grâce à des expériences d'extrême pression et de puissants calculs intensifs.

Leur découverte révèle des aspects fondamentaux importants de l'élément lithium, le métal le plus léger et le plus simple du tableau périodique. Le matériau est couramment utilisé dans les batteries pour téléphones et ordinateurs.

Un mystère sur la façon dont les atomes du métal sont disposés, ce qui influence des propriétés telles que sa résistance, malléabilité et conductivité - a été résolu par leurs recherches.

Une équipe internationale a cherché à mieux comprendre la structure du lithium en l'étudiant à basse température. Dans cet état de basse énergie, les propriétés fondamentales des matériaux peuvent être observées avec précision.

Jusqu'à maintenant, il était difficile pour les scientifiques d'expliquer les résultats expérimentaux antérieurs indiquant que le lithium avait une structure complexe. Pour bien comprendre la théorie, il fallait des calculs exceptionnellement précis utilisant la mécanique quantique avancée.

Leurs derniers calculs, utilisant le supercalculateur ARCHER de l'Université d'Edimbourg, trouvé que la structure du lithium n'est pas complexe ou désordonnée, comme les résultats précédents l'avaient suggéré. Au lieu, ses atomes sont arrangés simplement, comme des oranges dans une boîte.

Les scientifiques suggèrent que dans les expériences précédentes, un refroidissement rapide a conduit à des résultats trompeurs. Pour éviter ces problèmes, ils ont atteint des conditions de basse température en plaçant des échantillons de lithium sous une pression extrême - jusqu'à 4, 500 fois celle de l'atmosphère terrestre, en la serrant entre une paire de diamants. Ils ont ensuite refroidi et dépressurisé l'échantillon avant de l'examiner à l'aide d'un dispositif synchotron, qui utilise des faisceaux de rayons X pour voir les atomes.

L'étude, des universités d'Edimbourg et de l'Utah, a été publié dans Science .

Dr Miguel Martinez-Canales, de l'École de physique et d'astronomie de l'Université d'Édimbourg, a déclaré "Nos calculs nécessitaient une précision d'un sur 10 millions, et aurait pris plus de 40 ans sur un ordinateur normal."

Professeur Graeme Ackland, de l'École de physique et d'astronomie de l'Université d'Édimbourg, a déclaré:"Nous avons pu former une image fidèle du lithium froid en le fabriquant à l'aide de hautes pressions. Plutôt que de former une structure complexe, il a l'arrangement le plus simple qui puisse exister dans la nature."