Solide et liquide à la fois : des scientifiques découvrent un nouvel état de la matière

14 avril 2019 à 19h20
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Solide liquide

À partir d'expériences sur du potassium, des chercheurs sont parvenus à créer un nouvel état stable de la matière. Ainsi, en exerçant une forte pression sur le métal, celui-ci entre dans un état de « chaîne fondue », mélange de solide et de liquide.

Généralement, on distingue quatre états de la matière les plus courants : solide, liquide, gazeux et plasma. Si on s'attarde sur les deux premiers, ils se distinguent notamment par leur structure microscopique. En effet, un solide renferme des particules liées entre elles par des liaisons chimiques fortes, tandis qu'au sein d'un liquide, ces éléments sont faiblement liés et peuvent se déplacer les uns par rapport aux autres sans rompre leurs liaisons.

Un nouvel état hybride


Mais au cours d'expériences précédemment menées, des scientifiques ont remarqué que certains matériaux pouvaient prendre une nouvelle forme, à la fois liquide et solide. C'était le cas de plusieurs éléments chimiques, dont le potassium, dans des conditions de pression et de température élevées.

Néanmoins, jusqu'à présent, on était incapable de déterminer si cette nouvelle structure constituait un état distinct de la matière, ou s'il s'agissait simplement d'une transition entre deux états. C'est cette énigme qu'ont souhaité résoudre des chercheurs de l'université d'Édimbourg.

Un état stable dit de « chaîne fondue »


Ils se sont alors appuyés sur un réseau de neurones artificiels, afin de reproduire des expériences sur des dizaines de milliers d'atomes de potassium. L'IA a ainsi permis de simuler le comportement de ces particules dans des conditions inhabituelles, avec une pression 20 000 à 40 000 fois plus forte que la normale.

Et les résultats obtenus ont permis d'établir que dans de telles circonstances, le potassium entre de façon stable dans un état de « chaîne fondue ». La matière comprend alors une organisation hybride : des cristaux, caractéristiques d'un état solide, reliés entre eux par des chaînes qui se dissolvent pour atteindre un état liquide.

Et une telle structure pourrait concerner d'autres matériaux que le potassium. Ce qui permettrait de mieux comprendre le comportement de certains éléments, en particulier sur d'autres planètes que la Terre, où les conditions de température et de pression peuvent être extrêmes.

Source : ScienceDaily
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