钾是我们所知道最简单的金属之一，原子在正常条件下有条不紊地排列，然而当遇上极端条件，再简单的事物都会变得复杂。最新模拟研究证实，包括钾在内的某些元素若面临极端压力、温度，内部原子会同时出现固态和液态相，科学家已将这种全新物质状态命名为“chain-melted state”（暂译链熔态）。
宇宙万物中，肉眼能见的所有有形物体都是物质，最基本的三大物质状态我们耳熟能详，即：固态、液态与气态。随着近代实验技术进步，科学家开始发现更多物质状态，比如玻色─爱因斯坦凝态、费米子凝聚态、夸克-胶子浆等。
此前我们认为，构成物质的原子在同一时间、同样环境下只会呈现固态、液态或气态其中一种，比如当物质呈现固态时，代表内部粒子（包括原子、分子、离子）彼此受化学键（chemical bond）紧密牵制，无法自由行动；当物质呈现液态时，虽然内部粒子仍受化学键（chemical bond）牵连，但分子之间能量够大，有一定的移动自由度。
在金属晶体中，原子排列紧密，结构看上去整齐干净，然而当遇到极端条件，再简单的金属都会发生复杂的变化，比如导电金属钠在高压下反而转变为绝缘体、锂金属在高压或低温下成为超导体；大约 15 年前，科学家曾发现钠在承受极端压力时（约地球大气压力 2 万倍），颜色从银色转为透明。
几年前，另一组实验表明钾在高压环境下，原本井然有序的原子排列趋向复杂（如下图），5 个原子管排成 X 型（正方形的 4 个角和中间），四边则有 4 条原子链连接。
（Source：《物理评论 B》期刊论文）
现在，英国爱丁堡大学团队最新研究发现，钾在极高压高温环境下出现了奇异的全新物态。科学家以电脑模拟 2 万个钾原子在 2～4 GPa 压力、温度 126～530℃ 下会有什么表现，结果发现，此时钾原子构成的晶格结构仍维持固体，但原子链熔化为无序液体，进入所谓的链融态（chain-melted state）。
研究人员说，包括钠、铋等 6 种元素，可能都具有这种链熔态，如果我们能在其他材料中创造出链熔态，或许会出现各式各样无法想像的应用──虽然它的压力条件需求有点太严苛。新论文发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）。
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（首图来源：pixabay）
