Не твердое и не жидкое: физики нашли новую фазу плазмы
Физики Института высоких температур РАН обнаружили признаки ранее не описанного фазового перехода в плазме цезия. О находке рассказали в Минобрнауки. Об этом пишет портал iXBT.com.
По результатам моделирования, при экстремальных температурах и давлении цезий переходит между двумя состояниями. Давление у них почти одинаковое, а электропроводность различается резко. Привычного деления на твердое, жидкое и газообразное здесь мало: атомы сближаются, вещество многократно ионизируется и становится плотной плазмой. Изучали поведение элемента при температурах от 500 до 20 000 К и давлении от примерно одного гектопаскаля до нескольких терапаскалей.
Речь не о превращении в плазму как таковом. Новый эффект описывает смену фаз внутри уже существующей плотной плазмы. При сжатии, по расчетам, появляются два промежуточных состояния с почти равным давлением, но разными электрическими свойствами. Выявить это помогла квантовая молекулярная динамика — вычислительный метод, моделирующий движение и взаимодействие частиц с учетом квантовых явлений. Плавлением или испарением переход не объяснить: он рождается в области многократной ионизации.
Неожиданным оказалось и другое. На линии фазового равновесия нашли две предполагаемые критические точки. В них граница между фазами исчезает, и одновременно они существовать не могут. Для системы из атомов одного химического элемента такого прежде не наблюдали.
Данные важны для физики высоких плотностей энергии. Такие состояния вещества возникают под мощным лазерным излучением, при прохождении быстрых тяжелых ионов через вещество и внутри астрофизических объектов. Если результат подтвердят, точнее моделировать вещество при температурах и давлениях, которые в лаборатории долго не удержать, станет возможно.
