Jenis materi baru bisa padat dan cair sekaligus.
Dalam keadaan rantai-meleleh ini, lapisan cair dan padat terjalin di tingkat atom. Baru-baru ini, dengan menggunakan simulasi komputer, para peneliti membujuk kalium virtual ke dalam kondisi rantai-meleleh dengan memaparkan logam pada kondisi suhu dan tekanan ekstrem, para ilmuwan melaporkan dalam sebuah studi baru.
Terlebih lagi, keadaan ganda ini bertahan bahkan melalui perubahan dramatis dalam kondisi percobaan dalam simulasi. Bukti ini juga menunjukkan bahwa kondisi rantai-leleh adalah jenis materi yang stabil dan bukan hanya transisi antara zat padat dan cair.
Eksperimen-eksperimen ini dilakukan pada tingkat atom dalam lingkungan virtual, tetapi bagaimana rasanya memegang suatu objek dalam keadaan ganjil ini?
"Itu akan terlihat dan terasa seperti padatan, sehingga Anda bisa mengambilnya, lalu ada bagian cair di dalamnya yang bisa bocor," rekan penulis studi Andreas Hermann, seorang pembaca dalam fisika komputasi dengan Fakultas Fisika Universitas Edinburgh. dan Astronomi di Skotlandia, kata Live Science.
"Tapi begitu cairan hilang dari bahan, beberapa bagian padat akan meleleh untuk mengisinya," kata Hermann.
Para peneliti telah menunjukkan dalam penelitian sebelumnya bahwa potasium, logam yang sangat reaktif, sedikit aneh. Mereka menunjukkan bahwa di bawah tekanan tinggi, kalium membentuk struktur kristal yang tidak biasa dari dua kisi yang berbeda, terjalin, "beralih dari susunan atom yang sangat sederhana menjadi sesuatu yang sangat rumit," kata Hermann.
Untuk studi baru, para ilmuwan menjalankan simulasi yang menyebabkan kalium pada suhu tinggi di samping tekanan tinggi. Memasukkan pembelajaran mesin ke dalam simulasi sangat meningkatkan jumlah atom - 20.000 sekaligus dalam kasus ini - yang bisa diuji oleh penulis penelitian.
Dalam simulasi baru, ketika segalanya memanas, kalium melakukan sesuatu yang sangat aneh. Setelah atom-atomnya membentuk struktur kisi yang saling bertautan, atom-atom dalam satu kisi sangat terhubung, mempertahankan keadaan padat. Tetapi sinyal dari kisi lain menghilang, menunjukkan gangguan pada atom, catat para penulis penelitian.
Dengan kata lain, atom-atom ini menjadi cair sementara tetangga atom terdekatnya tetap solid, menciptakan keadaan yang tidak benar-benar padat atau cair, tetapi campuran keduanya, "saling berhubungan pada tingkat atom," kata Hermann.
Setelah sampel potasium mencapai kondisi rangkap dua ini, sampel tersebut bertahan sebagai bagian-cair dan bagian-padat bahkan setelah panas dinaikkan hingga ratusan derajat, menurut Hermann.
Studi lain telah menunjukkan bahwa kalium bukan satu-satunya unsur yang mengembangkan dua kisi atom yang saling terkait di bawah tekanan kuat, dan unsur-unsur ini - "tetangga kalium dan tempat lain di tabel periodik" - mungkin juga mampu mencapai bagian-cairan dan negara bagian-solid, kata Hermann.
Dan sistem pembelajaran mesin yang dikembangkan oleh penulis penelitian untuk menguji kalium juga dapat digunakan dengan zat lain, untuk memecahkan kode bagaimana kondisi ekstrim mempengaruhi mereka pada tingkat atom.
"Ini adalah bukti prinsip: teknik yang murah secara komputasional yang dapat menggambarkan materi di berbagai tekanan dan suhu, termasuk beberapa kondisi yang sangat eksotis seperti yang kami tulis makalah ini," kata Hermann. "Itulah tujuan kami, untuk beralih ke materi lain di mana kami dapat menjawab berbagai pertanyaan terkait materi-sains."
Temuan ini akan dipublikasikan secara online dalam edisi mendatang jurnal Proceeding of National Academies of Science.
