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薛定諤的鉀?科學(xué)家發(fā)現(xiàn)既是固體又是液體的物質(zhì)!

 徐德文科學(xué)頻道 2020-02-14

在量子力學(xué)里,薛定諤的貓不幸鉆進(jìn)了一個(gè)盒子,里面放著毒氣瓶和不知道什么時(shí)候會(huì)衰變的粒子——粒子衰變,毒氣瓶被打破,貓死;粒子沒衰變,毒氣瓶安然無恙,貓活。但在外面的我們看來,我們根本不知道貓究竟是死是活,因此貓?zhí)幱谝环N既死又活的疊加態(tài)里。

薛定諤的這只寵物困擾了科學(xué)家們幾十年,甚至將宇宙都分裂成無數(shù)的平行世界,人們依然眾說紛說,無法達(dá)成一致意見,以至于徹底改變了我們的宇宙觀。世界并不是所我們看到的那樣,有板有眼,而是以一種不確定的概率幅存在,必須有我們?nèi)祟愐庾R(shí)的參與,世界才真正存在。

好吧,越說越玄了,今天剛剛傳來的消息說,愛丁堡大學(xué)物理與天文學(xué)院安德烈亞斯·赫爾曼博士領(lǐng)導(dǎo)的最新研究,發(fā)現(xiàn)了一種獨(dú)特的物質(zhì)狀態(tài)——薛定諤的鉀,它在一定的條件下,既是固體,也是液體,而且這樣的元素可能多達(dá)60多種。

我們所知的物質(zhì),通常處于三種狀態(tài)之一,要么是固態(tài),要么是液態(tài),要么是氣態(tài),同時(shí)處于固態(tài)和液態(tài)究竟是怎么回事呢?

研究人員將鉀放入一種高溫高壓的極端環(huán)境中,通過計(jì)算機(jī)模擬對(duì)此進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,在大約20000到40000個(gè)大氣壓力,400到800開爾文之間,大多數(shù)鉀原子形成了固體的晶格結(jié)構(gòu),但是也有一些原子呈液體形狀排列,導(dǎo)致在同一種物質(zhì)中出現(xiàn)了“薛定諤的鉀”,一種固態(tài)和液態(tài)疊加在一起的物質(zhì),科學(xué)家們將之命名為“鏈熔融相”(chain-melt phase)。這就相當(dāng)于你拿著一塊滴水的海綿,而海綿本身也是由水做成的,赫爾曼博士如此解釋道。

在研究中科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn),只要條件合適,鈉和鉍等其它六十多種元素也可以進(jìn)入這樣的狀態(tài)。

當(dāng)然,由于在鏈狀融化狀態(tài)下,整個(gè)物質(zhì)部分是固體,部分是液體,這與薛定諤的貓既死又活還有一定的區(qū)別。然而,科學(xué)家們已經(jīng)對(duì)這種狀態(tài)導(dǎo)致的各種應(yīng)用充滿期待,中國西安交通大學(xué)也參與了這項(xiàng)研究。

這項(xiàng)研究發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上。

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