Австрійські фізики довели існування проміжного стану матерії між твердим і рідким

Вперше в історії фізикам вдалося безпосередньо спостерігати рідкісну «гексатичну» фазу матерії — проміжний стан між твердим і рідким, який виникає під час плавлення надтонких кристалів. Це відкриття зробили науковці Віденського університету, використавши комбінацію електронної мікроскопії та штучного інтелекту.

Дослідники створили експериментальний зразок, помістивши шар йодиду срібла між двома листами графену. Матеріал нагрівали до температури понад 1100 °C, а спостереження проводили за допомогою сканувального електронного мікроскопа, здатного фіксувати кожен атом. Щоб обробити величезний масив даних, нейронну мережу навчили відстежувати рух тисяч частинок у реальному часі.

Аналіз показав, що приблизно за 25 °C до точки плавлення кристал переходить у гексатичну фазу. У цьому стані атоми розташовуються хаотично, як у рідині, але зберігають впорядковані кути, властиві твердим тілам. Виявилося, що перехід із твердої структури в гексатичну фазу є поступовим, тоді як подальше перетворення в рідину відбувається різко — на відміну від прогнозів теорій 1970‑х років.

Технічна новизна експерименту полягає у використанні STEM-мікроскопії та алгоритмів штучного інтелекту, що дозволило вперше зафіксувати поведінку атомів у проміжному стані. Це доводить, що сучасні інструменти здатні розкрити процеси, які раніше залишалися лише гіпотезами.

Керівник дослідження Яні Котакоскі наголосив, що результати відкривають нові перспективи для матеріалознавства. Розуміння того, як надтонкі кристали реагують на екстремальні температури, може стати основою для розвитку майбутніх нанотехнологій, здатних працювати в умовах, де традиційні матеріали руйнуються.