Des scien­ti­fiques découvrent un nouvel état de la matière solide et liquide à la fois

par   Laura Boudoux   | 9 avril 2019
Des perles de potas­sium dans de l’huile de paraf­fine
Crédits : Jurii/Wiki­me­dia commons

Des scien­ti­fiques viennent de décou­vrir qu’il était possible pour certains maté­riaux d’exis­ter dans deux états diffé­rents à la fois. Grâce au concours d’une intel­li­gence arti­fi­cielle, une équipe de cher­cheurs de l’uni­ver­sité d’Édim­bourg a observé que les atomes de potas­sium présentent à la fois des proprié­tés de solide et de liquide, rappor­tait Natio­nal Geogra­phic le 8 avril. Si nous pouvions extraire un échan­tillon de cette matière, « ce serait comme tenir une éponge gorgée d’eau, qui commence à couler, sauf que l’éponge elle aussi serait faite d’eau », explique l’un des auteurs de l’étude, le physi­cien Andreas Hermann.

Lorsqu’ils sont compres­sés, les atomes du potas­sium forment ainsi sché­ma­tique­ment cinq tubes cylin­driques orga­ni­sés en forme de X, reliés par quatre « chaînes » comblant les creux de cet assem­blage. « Pour une raison incon­nue, ces atomes de potas­sium décident de se divi­ser en deux sous-réseaux mal liés entre eux », résume Andreas Hermann. Un phéno­mène déjà observé mais qui n’était pas tota­le­ment compris jusqu’à présent.

Le physi­cien a donc décidé d’ef­fec­tuer des simu­la­tions en utili­sant un réseau de neurones arti­fi­ciels, une IA qui apprend à prévoir un compor­te­ment sur la base d’ex­pé­riences anté­rieures. Après avoir tout appris des groupes d’atomes de potas­sium, l’IA compre­nait assez bien leur méca­nique pour simu­ler elle-même des collec­tions de dizaines de milliers d’atomes. Soumis à une pres­sion atmo­sphé­rique 20 000 à 40 000 fois plus forte que la moyenne, et à une chaleur comprise entre 127°C et 527°C, le potas­sium entre dans un état appelé « chaîne fondue », car les chaînes se dissolvent pour deve­nir liquide, tandis que les cris­taux de potas­sium restent solides.

Cet état hors du commun pour­rait exis­ter natu­rel­le­ment au sein du manteau terrestre, où le potas­sium pour­rait alors être mêlé à d’autres maté­riaux, expliquent les scien­ti­fiques. La tech­nique utili­sée par les cher­cheurs ne se limite pas au potas­sium et pour­rait servir à « comprendre le compor­te­ment d’autres maté­riaux », notam­ment ceux qui se trouvent sur d’autres planètes que la Terre. « La majeure partie de la matière dans l’uni­vers est soumise à une pres­sion extrême et des tempé­ra­tures déme­su­ré­ment élevées, comme à l’in­té­rieur des planètes et des étoiles », souligne ainsi Marius Millot, qui étudie des maté­riaux dans des condi­tions extrêmes au labo­ra­toire natio­nal Lawrence Liver­more.

Source : Natio­nal Geogra­phic

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