Confirmado: nueva fase de la materia es sólida y líquida al mismo tiempo

Pexel

Durante nuestra etapa escolar, aprendemos que los estados de la materia son sólido, líquido, gaseoso y plasma; sin embargo, en condiciones de temperatura o presión, pueden obtenerse distintos estados o fases. Esto ha sido comprobado gracias al uso de inteligencia artificial por parte de un grupo de científicos, quienes encontraron que la nueva fase de la materia es sólida y líquida al mismo tiempo, según informa National Geographic.

Los científicos querían comprobar si el potasio sólido podría pasar a un nuevo y extraño estado de la materia. Para ello se utilizó una IA que simulaba condiciones extremas de temperatura y presión, lo cual hizo que adquiriera la propiedad de un sólido y un líquido al mismo tiempo.

¿Qué apariencia tendría? "Sería como sostener una esponja llena de agua que comienza a gotear, excepto que la esponja también está hecha de agua", afirmó Andreas Hermann, físico de materia condensada en la Universidad de Edimburgo y coautor del estudio que pronto será publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences.

Cristal que gotea

Microscópicamente, la formación de una barra de potasio se debe a que sus átomos forman filas ordenadas que conducen el calor y la electricidad. Los científicos creían poder predecir qué pasaba con este tipo de elementos cuando se encontraban a presiones altas; sin embargo descubrieron que el sodio no tenía un comportamiento habitual.

Hace 15 años, investigadores desarrollaron un estudio sobre el sodio, un metal con propiedades similares a las del potasio. Cuando era comprimido a 20.000 veces la presión atmosférica, el sodio se transformaba de un bloque plateado a un material transparente que no conducía la electricidad. Cuando lo analizaron con rayos X, notaron que los átomos habían adoptado una formación de cristales muy compleja.

Al someter al potasio a pruebas experimentales, sus átomos también se organizaron de forma complicada: cinco tubos cilíndricos organizados en forma de X con cuatro cadenas asentadas en los pliegues de este conjunto y casi como dos materiales separados. "De alguna manera, estos átomos de potasio deciden dividirse en dos sub-redes ligadas", explica Hermann.

Al aumentar el calor, las cuatro cadenas comenzaban a desaparecer. Para saber exactamente qué sucedía, se empleó inteligencia artificial. Esta IA confirmó que entre 20.000 y 40.000 veces la presión atmosférica y 400 a 800 Kelvin de temperatura, el potasio entró en una especie de estado de cadena fundida, donde estas se disuelven en líquido, pero los cristales del elemento permanecen sólidos.

Este es un descubrimiento importante, ya que es la primera vez que se ha descubierto que este estado es termodinámicamente estable en un elemento. A pesar de que es inusual encontrar al potasio en las mismas condiciones que en el manto de la Tierra, simulaciones como estas pueden ayudar a saber el comportamiento de otros minerales en situaciones extremas.
 

Adrian Díaz
Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma

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