Un nuevo estado de materia física, en el que los átomos pueden existir como sólidos y líquidos simultáneamente, ha sido demostrado en experimentos de laboratorio con potasio. Hasta ahora, se entendía que los átomos en el material físico existen típicamente en uno de tres estados: sólido, líquido o gas. Los investigadores han encontrado, sin embargo, que algunos elementos pueden, cuando se someten a condiciones extremas, asumir las propiedades de los estados sólido y líquido.
Hasta ahora, no estaba claro si las estructuras inusuales representaban un estado distinto de la materia, o si existían como etapas de transición entre dos estados distintos. Un equipo liderado por científicos de la Universidad de Edimburgo utilizó poderosas simulaciones por ordenador para estudiar la existencia del estado, conocido como el estado de cadena fundida. Simular cómo se comportan hasta 20.000 átomos de potasio en condiciones extremas reveló que las estructuras formadas representan un nuevo estado estable de la materia.
Líquido y sólido al mismo tiempo
La aplicación de altas presiones y temperaturas al potasio, un metal simple, crea un estado en el que la mayoría de los átomos del elemento forman una estructura de red sólida, según los hallazgos. Sin embargo, la estructura también contiene un segundo conjunto de átomos de potasio que están en una disposición fluida. Según las investigaciones, se cree que más de media docena de elementos, incluidos el sodio y el bismuto, pueden existir en el estado recién descubierto.
La aplicación de presión a los átomos conduce a la formación de dos estructuras de celosía sólidas interconectadas, dice el equipo. Las interacciones químicas entre los átomos en una red son fuertes, lo que significa que permanecen en forma sólida cuando la estructura se calienta, mientras que los otros átomos se funden en un estado líquido.
El estudio ha sido publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences por Andreas Hermann, de la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Edimburgo, quien dirigió el estudio. "El potasio es uno de los metales más simples que conocemos, pero si lo aprietas, forma estructuras muy complicadas. Hemos demostrado que este estado inusual pero estable es en parte sólido y en parte líquido. Recrear este estado inusual en otros materiales podría tener todo tipo de aplicaciones", dijo en un comunicado.