Не твердое, не жидкое и не газообразное: российские физики нашли новый переход

Ученые Объединенного института высоких температур РАН обнаружили признаки ранее не описанного фазового перехода в плазме цезия. Об этом сообщает Togliatti24.

Исследования показали, что при экстремальных температурах и давлениях вещество может переходить между двумя состояниями с почти одинаковым давлением, но с резко различающейся электропроводностью.

Эксперимент проводился при температурах от пятисот до двадцати тысяч К и давлениях от одного гектопаскаля до нескольких терапаскалей. В таких условиях привычное разделение на твердое, жидкое и газообразное состояния оказывается недостаточным, так как атомы находятся очень близко друг к другу, и вещество подвергается многократной ионизации, превращаясь в плотную плазму.

Обнаруженный эффект не связан с обычным переходом в плазменное состояние, а представляет собой превращение уже существующей плотной плазмы из одной фазы в другую. Расчеты показали, что при сжатии цезия могут формироваться два промежуточных состояния с практически одинаковым давлением, но с существенно различными электрическими свойствами.

Эффект был выявлен с помощью квантовой молекулярной динамики — метода, который моделирует движение частиц с учетом квантовых эффектов. Результаты показали, что переход нельзя объяснить привычными процессами плавления или испарения, он возникает в области многократной ионизации и представляет собой отдельное фазовое превращение плотной плазмы.

Также было обнаружено наличие двух критических точек на линии фазового равновесия, что ранее не наблюдалось для систем, состоящих из атомов одного химического элемента. Если результаты подтвердятся, это может расширить понимание поведения плотной плазмы и фазовых переходов в экстремальных условиях.

Данные исследования представляют интерес для физики высоких плотностей энергии и могут помочь в моделировании свойств вещества при температурах и давлениях, которые трудно поддерживать в лаборатории. В будущем такие модели могут объяснить необычные свойства вещества в экстремальных условиях, включая те, что возникают внутри астрофизических объектов.

Больше новостей и эксклюзивных видео смотрите в канале Самара Онлайн 24 в MAX