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Matière

Quand la matière est liquide et solide en même temps…

Dans une étude intitulée "Des matériaux pouvant être liquides et solides en même temps", des chercheurs de l'Université d’Édimbourg (Écosse) ont montré que certains éléments ordinaires, comme le sodium ou le bismuth, soumis à des conditions extrêmes, pourraient se présenter à la fois comme un liquide et un solide.

Lorsque l'on soumet un métal aussi banal que le potassium à des pressions et à des températures élevées, ses atomes se structurent en un réseau complexe. Ou plutôt en deux réseaux qui semblent aussi bien interconnectés que presque distincts. D'une part, des tubes organisés en forme de X, d'autre part, de longues chaînes reposant dans les creux de cet assemblage. Les chercheurs estiment que la situation pourrait se présenter pour une demi-douzaine d'autres éléments.

Jusqu'à présent, toutefois, les physiciens ignoraient si cette structure exotique de la matière correspondait à un nouvel état ou simplement à une étape de transition entre deux états bien connus. Pour en avoir le cœur net, les chercheurs de l'Université d'Édimbourg ont fait appel à des simulations informatiques reprenant le comportement de quelque 2.000 atomes de potassium. Résultat : dans des conditions extrêmes -- une pression comprise entre 20.000 et 40.000 atmosphères et une température comprise entre 127 et 527 °C --, ceux-ci forment bien un nouvel état stable de la matière.

Cet état étrange a été baptisé état de chaînes fondues car, selon les simulations, de fortes interactions chimiques se créent entre les atomes qui constituent le réseau en X qui demeure de fait solide. Dans le même temps, les longues chaînes formant le second réseau semblent fondre et atteindre un état liquide.

Les chercheurs espèrent que leurs travaux pourront servir à mieux comprendre le comportement du potassium et d'autres matériaux soumis à des conditions de température et de pression extrêmes comme celles que l'on trouve au cœur des planètes ou des étoiles.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

University of Edinburgh

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