Екстремно налягане показва непознато досега състояние на материята

И външните електрони, определящи валентността, и вътрешните електрони на атома се държат неочаквано при екстремни налягания, което показва, че може да има още едно непознато досега състояние на материята.

Учените дълго време смятаха, че ако външните електрони на атома са изключително мобилни и често се държат малко по-хаотично, вътрешните електроните в близост до ядрото са стабилни. Те се движат непрекъснато около ядрото и се държат по-далече един от друг.

Ново изследване показва, че ако налягането е наистина изключително голямо, например двойно повече от центъра на Земята, най-вътрешните електрони на атома променят поведението си.

Международен екип от изследователи наблюдавал неочаквано тази аномалия при метала осмий, който е един от най-плътните от всички познати метали и почти толкова несвиваем колкото диаманта, под статично налягане от над 770 GPa. Това е повече от два пъти по-високо от налягането в центъра на Земята и 7,7 милиона пъти по-високо от средното атмосферно налягане при морското равнище.

Трябва да отбележим, че най-високото налягане, постигнато до този момент е 4 милиона атмосфери или 400 GPa, което е приблизително налягането в центъра на Земята.

Учените са успели да направите това благодарение на устройство, наречено диамантена клетка, което може да постави материал със субмилиметрови размери под налягане, сравнимо с това, което създават диамантите. Част от изследователския екип от университета в Байройт в Германия е разработила синтетични диаманти, които намаляват зоната, в която може да се побере осмия, с което се увеличава налягането до нови граници.

Осмият е запазил своята шестоъгълна тясно опакована структура, но както вътрешните, така и външните електрони започнали да се държат неочаквано. Въпреки силното налягане, външните или валентностните електрони се държали нормално, докато електроните в близост до атомните ядра - които обикновено са предсказуеми и здраво обвързани с ядрата - започнали да взаимодействат един с друг. С други думи, екстремното налягане променя поведението на външните електрони.

"Феноменът означава, че може да започнем да търсим чисто нови състояния на материята", заяви ръководителят на проекта Игор Абрикосов. - "Ние сме много щастливи и това е вълнуващо, тъй като задава нови въпроси за бъдещи изследвания".

Изследването е публикувано в списание Nature.

Източник: Linköping University

Още по темата

01/09/2015

Физика

Ново доказателство, че е погрешна теорията на Айнщайн за "скритите променливи" в квантовата механика

13/09/2015

Физика

Защо има три почти идентични копия на всяка частица материя?

24/08/2015

Космос

Неутрино, дошло от дълбините на Вселената, е уловено в антарктическата обсерватория IceCube

20/08/2015

Физика

В ЦЕРН са измерили енергията на ядра антиматерия