Gli scienziati hanno scoperto un nuovo stato della materia fisica in cui gli atomi possono esistere sia come solidi che come liquidi contemporaneamente.

Fino ad ora, si riteneva che gli atomi nel materiale fisico esistessero tipicamente in uno dei tre stati:solido, liquido o gas. I ricercatori hanno trovato, però, che alcuni elementi possono, se sottoposto a condizioni estreme, assumere le proprietà sia dello stato solido che di quello liquido.

L'applicazione di alte pressioni e temperature al potassio, un metallo semplice, crea uno stato in cui la maggior parte degli atomi dell'elemento forma una struttura reticolare solida, i risultati mostrano. Però, la struttura contiene anche un secondo insieme di atomi di potassio disposti in una disposizione fluida.

Nelle giuste condizioni, si pensa che oltre una mezza dozzina di elementi, inclusi sodio e bismuto, possano esistere nello stato appena scoperto, dicono i ricercatori.

Fino ad ora, non era chiaro se le strutture insolite rappresentassero uno stato distinto della materia, o esistevano come fasi di transizione tra due stati distinti.

Un team guidato da scienziati dell'Università di Edimburgo ha utilizzato potenti simulazioni al computer per studiare l'esistenza dello stato, noto come stato di fusione della catena. Simulando come fino a 20, 000 atomi di potassio si comportano in condizioni estreme ha rivelato che le strutture formate rappresentano il nuovo, stato stabile della materia.

L'applicazione di pressione agli atomi porta alla formazione di due strutture reticolari solide interconnesse, dice la squadra. Le interazioni chimiche tra gli atomi in un reticolo sono forti, il che significa che rimangono in una forma solida quando la struttura viene riscaldata, mentre gli altri atomi si sciolgono allo stato liquido.

Lo studio, pubblicato sulla rivista Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , è stato sostenuto dal Consiglio europeo della ricerca e dal Consiglio per la ricerca in ingegneria e scienze fisiche. Il lavoro è stato svolto in collaborazione con scienziati della Xi'an Jiantong University in Cina.

Dott. Andreas Hermann, della Scuola di Fisica e Astronomia dell'Università di Edimburgo, che ha condotto lo studio, disse:"Il potassio è uno dei metalli più semplici che conosciamo, eppure se lo stringi, forma strutture molto complicate. Abbiamo dimostrato che questo stato insolito ma stabile è in parte solido e in parte liquido. Ricreare questo stato insolito in altri materiali potrebbe avere tutti i tipi di applicazioni".