Stato solido e liquido della materia possono coesistere, rivela uno studio

Gli scienziati hanno scoperto un nuovo stato della materia in cui gli atomi possono esistere contemporaneamente sia come solidi che come liquidi. Fino ad ora, si riteneva che gli atomi potessero esistere soltanto in uno dei tre stati: solido, liquido o gassoso. I ricercatori hanno però scoperto che alcuni elementi, sottoposti a condizioni estreme, possono assumere le proprietà di più stati della materia nello stesso momento.

I risultati della ricerca dimostrano che sottoporre a condizioni di alta pressione e alte temperature il potassio, ad esempio, crea uno stato in cui la maggior parte degli atomi dell’elemento forma una solida struttura reticolare; tuttavia, è possibile notare che la struttura contiene anche una seconda serie di atomi che presentano una disposizione riconducibile ad uno stato fluido.

Un nuovo stato della materia

Nelle giuste condizioni, si ritiene che oltre una mezza dozzina di elementi, tra cui sodio e bismuto, siano in grado di presentare caratteristiche simili ed esistere nello stesso momento in uno stato solido e liquido, dicono i ricercatori. Non era ancora chiaro infatti se le strutture “insolite” rappresentassero un nuovo, distinto stato della materia, oppure costituissero una forma “transitoria” tra i due stati.

Un team guidato dagli scienziati dell’Università di Edimburgo ha ha fatto uso di simulazioni effettuate al computer per dimostrare l’esistenza dello stato, noto come “stato fuso a catena“. La simulazione ha rivelato che le strutture formate rappresentano un nuovo stato della materia a sè stante.

Alta pressione e temperatura generano la “magia”

L’applicazione di pressione agli atomi porta alla formazione di due strutture reticolari solide interconnesse, dice il team. Le interazioni chimiche tra gli atomi in un reticolo sono molto forti, nel senso che tendono a restare in forma solida quando la struttura viene riscaldata, mentre gli altri atomi vanno a fondersi, tornando ad uno stato liquido.

Lo studio, pubblicato sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences, è stato avallato dall’European Research Council e dall’Engineering and Physical Sciences Research Council, in collaborazione con scienziati della Xi’an Jiantong University in Cina. Il dottor Andreas Hermann, dell’Università di Edimburgo, che ha diretto lo studio, ha dichiarato: “Il potassio è uno degli elementi che conosciamo meglio, ma se sottoposto a determinate sollecitazioni forma strutture molto complicate. Ci aspettiamo che questo insolito ma stabile stato della materia possa avere molte applicazioni pratiche“.