Pequenos fragmentos de potássio sob óleo de parafina. (Créditos da imagem: Images of Elements).
Até agora, os átomos da matéria física eram compreendidos existindo somente em um dos três estados: sólido, líquido ou gasoso. Mas uma equipe internacional de físicos, liderados pela Universidade de Edimburgo, descobriu que alguns elementos podem, quando submetidos a condições extremas, assumir as propriedades dos estados sólido e líquido.
A aplicação de altas pressões e temperaturas ao potássio cria um estado no qual a maioria dos átomos do elemento forma uma estrutura retiforme sólida. Entretanto, a estrutura também contém um segundo conjunto de átomos de potássio que estão em um arranjo fluido.
“O potássio é um dos metais mais simples que conhecemos, mas se você o apertar, ele forma estruturas muito complicadas”, disse o Dr. Andreas Hermann, da Escola de Física e Astronomia da Universidade de Edimburgo e principal autor do estudo.
Até agora, não estava claro se essas estruturas representavam um estado distinto da matéria — chamado de estado de derretimento da cadeia — ou existiam como estágios de transição entre dois estados distintos.
Hermann e colegas usaram poderosas simulações de computador para estudar a existência do novo estado. A simulação de como 20 mil átomos de potássio se comportam sob condições extremas revelou que as estruturas formadas representam o estado estável de derretimento da cadeia.
“Aplicar pressão aos átomos leva à formação de duas estruturas de treliça sólidas interligadas. As interações químicas entre átomos em uma rede são fortes, o que significa que elas permanecem em uma forma sólida quando a estrutura é aquecida, enquanto os outros átomos se fundem em um estado líquido”, disseram os pesquisadores.
“Acredita-se que mais de meia dúzia de elementos — incluindo sódio e bismuto — sejam capazes de existir no recém-descoberto estado.”

Referência:

  1. HERMANN, Andreas et al. “On the chain-melted phase of matter”; Proceedings of the National Academy of Sciences, 2019.