Maddenin aynı anda hem katı hem sıvı olan yeni bir hali keşfedildi

Maddenin bir çok farklı hali var ama hepimizin en çok bildiği üç hali katı, sıvı ve gaz. Şimdi bilimciler maddenin bu üç halden ikisinde birden bulunabildiğini keşfetti. Potasyumu aşırı basınç ve sıcaklığa maruz bırakan araştırmacılar, metalin hem katı hem de eriyik halde olduğunu gözlemledi.

Edinbrugh Üniversitesinden Andreas Hermann maddenin bu halini “Bunu içinden su damlayan bir sünger gibi düşünebilirsiniz ama sünger de sudan yapılmış.” şeklinde açıkladı.

Potasyum aslında oldukça basit. Katı haldeyken temiz, kristal örgü yapısında bulunuyor. Ama aşırı koşullar altında basit metallere garip şeyler oluyor. Mesela normalde iletken olan sodyumun yüksek basınç altında yalıtkan olduğunu biliyoruz. Ya da lityum, yüksek basınç ve düşük sıcaklıkla bir süperiletkene dönüşebiliyor.

Atomlar düzenli kalırken bağlar eriyor

Potasyumla daha önce yapılan deneylerde yüksek basınç altında bu maddenin atomlarının karmaşık diziler halinde yeniden düzenlendiği görülmüştü. Beş tüp atomun köşelerde dört tane ve ortada bir tane olacak şekilde kare şeklinde dizildiği ve bunlar arasında dörder atomdan oluşan bağların oluştuğu belirlenmişti.

Isı uygulandığında bu bağların ortadan kalktığı görüldü. Araştırmacılar buna “bağ-eriten dönüşüm” diyor. Bunun, potasyum dizilerinin düzenli bir halden düzensiz bir hale geçtiğinde gerçekleştiği düşünülüyor.

Tam olarak ne olduğunu anlamaya çalışan araştırmacılar güçlü bilgisayar simülasyonları ile 20 bin potasyum atomunun aşırı koşullarda nasıl davrandığını inceledi. Basınç ve ısı yeterli sıcaklığa ulaştığında (2-4 gigapascal arasında) potasyum atomlarının kendilerini birbirine geçmiş bağlar ve örgüler şeklinde yeniden düzenlediği görüldü.

Farklı örgü atomlarının birbiriyle kimyasal etkileşimleri güçlü olduğu için 400 ila 800 Kelvin ısı uygulandığında düzenli ve katı halde kaldılar. Ancak bu sırada bağlar eriyerek düzensiz bir hale geçti.

Bağ erimesi hali

Ekip bu yeni hale “bağ erimesi hali” diyor ve bunun farklı maddelerde de görülebileceğini düşünüyor. Doğru koşullar altında sodyum ve bizmut gibi maddelerin de bağ erimesi haline gelebileceği tahmin ediliyor. Bunun için gerekli koşulların ise potasyumunkinden farklı olduğu sanılıyor.

Hermann “Potasyum bildiğimiz en basit metallerden biri. Ama çok sıkıştırırsanız çok karmaşık yapılar oluşturabiliyor. Bu alışılmadık ama kararlı yapı kısmen katı kısmen sıvı. Bu alışılmadık hali diğer maddelerde oluşturarak birçok farklı yeni uygulama alanı geliştirebiliriz.” dedi.

Kaynak: Science Alert