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莫斯科时间10月4日俄罗斯科学院高温联合研究所(ОИВТ РАН)的科学家发表声

莫斯科时间10月4日俄罗斯科学院高温联合研究所(ОИВТ РАН)的科学家发表声明称:发现在极端压力与温度条件下,铯等离子体出现了一种此前从未被描述过的物态转变——等离子体在两种物理状态间切换,二者导电性能天差地别。

“这项研究探究物质在500~20000开尔文、压强约1吉帕至数太帕区间的行为。在此条件下原子被极度压缩,物质发生多次电离,我们熟知的固、液、气三态划分已经不足以描述它的性质。研究讨论的并不是普通物质变成等离子体,而是已经形成的致密等离子体内部,两种不同物相之间的转变。”通报写道。

科学家借助量子分子动力学方法,发现了这一出乎意料的物理效应:铯被压缩时,原子体系可以存在两种不同的中间状态,压强几乎相同,但电导率截然不同。转变发生在多次电离区域,也就是两种等离子体态之间。

“该研究成果拓展了人类对极端温压环境下物质行为的传统认知。这类环境中的物质是致密的多重电离等离子体,无论是实验室复现,还是理论描述都十分困难。”俄科学院高温联合研究所阿列克谢·菲拉季金表示。

这项工作的核心结论:该物态转变是独立现象,和我们熟知的熔化、蒸发过程无关。研究团队估算出两个所谓临界点的位置——超过临界点后,两种物相无法共存。研究人员指出,此前从未在单一化学元素原子体系的相平衡线上观测到两个临界点。

研究人员表示,该成果对高能密度物理意义重大,有助于解读强激光轰击、高速重离子穿透物质时发生的各类过程。菲拉季金称,理解这种物相转变的本质,有助于描述和预测宇宙最极端环境里材料那些过去无法解释的反常行为。