Четвертий стан води — вчені зафіксували нову фазу матерії

Науковці Віденського університету вперше в історії зафіксували рідкісну "гексатичну" фазу матерії, яка з'являється під час плавлення атомарно тонких кристалів. Результати знімають багаторічні суперечки про те, як саме поводяться ультратонкі матеріали при нагріванні.

Про це йдеться у дослідженні на Science.

Як плавляться двовимірні кристали і що таке "гексатична" фаза

У звичних умовах лід переходить у воду після досягнення певної температури — без "зупинок" між станами. Натомість двовимірні матеріали можуть проходити через проміжний етап. У цьому стані атоми вже розташовуються хаотично, як у рідині, але кути між частинками зберігають впорядкованість — рису, притаманну твердим тілам.

Щоб побачити це на практиці, дослідники створили зразок у вигляді "сендвіча": шар йодиду срібла помістили між двома листами графену. Далі його нагрівали спеціальним тримачем до температури понад 1100 °C і спостерігали процес через скануючий електронний мікроскоп (STEM), який дозволяє розрізняти окремі атоми.

Обсяг інформації під час знімання виявився настільки великим, що для аналізу залучили штучний інтелект. Нейромережу навчили відстежувати рух тисяч атомів у режимі реального часу, завдяки чому вдалося детально розібрати, як змінюється структура матеріалу під час нагрівання.

Аналіз показав: приблизно за 25 °C до повної точки плавлення кристал входить у гексатичну фазу — той самий проміжний стан зі "змішаними" властивостями. При цьому результати частково розійшлися з теоріями 1970-х років, які припускали, що всі переходи в таких матеріалах мають відбуватися поступово. Насправді плавним виявився лише перехід із твердого стану в проміжний, тоді як вихід із гексатичної фази в рідку стадію відбувається раптово — подібно до того, як це відбувається у звичайних тривимірних матеріалах.

Нагадаємо, у давнину земна доба тривала приблизно 19 годин — і такий ритм зберігався не короткий час, а протягом майже всієї геологічної епохи. Свіже дослідження вчених свідчить, що швидкість обертання Землі залишалася майже сталою близько мільярда років.

Також ми писали, що дослідження місячного пилу, доставленого на Землю китайською місією "Чан'е-6", виявило несподіваний факт — наявність мікроскопічних частинок іржі. Раніше науковці вважали, що на Місяці відсутні умови для її утворення через нестачу кисню.