Физики Объединенного института высоких температур РАН обнаружили признаки нового фазового перехода в теплом плотном цезии
Ученые описали поведение цезия при температурах от 500 до 20 000 K и давлениях примерно от 1 ГПа до нескольких ТПа.
В таких условиях атомы сильно сближаются, происходит многократная ионизация, и привычное разделение на твердое, жидкое и газообразное состояния перестает быть достаточным для описания свойств вещества.
Что выяснили?
Используя метод квантовой молекулярной динамики (вычислительное моделирование на основе фундаментальных законов квантовой механики) исследователи обнаружили неожиданный физический эффект. Оказалось, что в цезии при сжатии могут существовать два различающихся метастабильных (промежуточных) состояния системы атомов с почти одинаковым давлением, но кардинально разной электропроводностью. Переход происходит внутри области многократной ионизации, то есть между двумя разными состояниями плазмы.
Данный переход не связан с известными процессами плавления или испарения.
Где будет полезным?
Полученные результаты важны для физики высоких плотностей энергии, в том числе для интерпретации процессов, возникающих при воздействии мощных лазеров и при пролете быстрых тяжелых ионов через вещество.
Что дальше?
В перспективе экспериментальная проверка результатов моделирования позволит уточнить фазовую диаграмму цезия и выявить возможные аномалии его электрофизических свойств в экстремальных условиях.
По мнению ученых, понимание природы этого явления поможет в том числе описывать и предсказывать неизвестные ранее аномалии в поведении материалов в самых суровых условиях Вселенной.
