Sólido, líquido e gasoso. Estes são os três estados básicos da matéria, ou seja, a forma como os átomos normalmente se conectam. Porém, cientistas da Universidade de Edimburgo, na Escócia, descobriram que alguns elementos, como o potássio, podem, quando submetidos a condições extremas, assumir simultaneamente os estados sólido e líquido. A informação foi divulgada pelo site da revista americana National Geographic.
O novo estudo esclarece a dúvida até então frequente se havia um estado intermediário da matéria entre o sólido e o líquido ou se as estruturas atômicas representavam uma transição entre eles.
Para chegar aos resultados, que foram publicados no dia 11 de abril na revista científica Proceedings, da Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos, os cientistas aplicaram altas temperaturas e pressões a 20 mil átomos de potássio, um metal alcalino simples, por meio de poderosas simulações computacionais.
Como mostra a National Geographic, os modelos de computador confirmaram que sob uma pressão de 20 mil a 40 mil vezes a atmosférica e a uma temperatura de 126 a 526º C, o potássio entra num estado em que algumas cadeias de átomos se dissolvem em líquido enquanto os cristais restantes (maioria) permanecem sólidos.
"É como se estivéssemos segurando uma esponja encharcada de água que começa a pingar. A diferença é que a esponja também é feita de água", comenta o pesquisador Andreas Hermann, responsável pelo estudo, citado pela revista.
Esse estado incomum de potássio pode existir no manto da Terra, mas, em geral, o elemento químico é encontrado sólido na sua forma pura ou geralmente ligado a outro material. Simulações semelhantes poderiam ajudar a estudar o comportamento de outros minerais em ambientes tão extremos.
Para os especialistas, a recriação desse estado incomum em outros materiais poderia levar a diferentes tipos de aplicações. Esles acreditam que mais de meia dúzia de elementos químicos parecidos, incluindo sódio e bismuto, seriam capazes de existir no novo estado da matéria.
A National Geographic lembra outros estados incomuns da matéria além do gasoso, líquido e sólido:
- Plasma: uma forma superaquecida de gás na qual os núcleos atômicos são separados de seus elétrons, o que significa que eles podem gerar e ser afetados por campos elétricos e magnéticos
- Condensado de Bose-Einstein: formado apenas a temperaturas próximas do zero absoluto, todos os átomos deste estado começam a agir como uma única partícula
- Supercondutor: estado atingido quando certos metais são resfriados a baixas temperaturas, e a eletricidade pode passar por eles sem apresentar resistência
- Superfluido: um líquido resfriado a quase zero absoluto, de modo que possa fluir sem atrito, mesmo subindo pelos lados de um recipiente e escorrendo para fora
- Matéria degenerada: encontrada apenas sob as pressões extremamente altas alcançadas em estrelas anãs brancas e de nêutrons
- Plasma de quarks e glúons: estado no qual prótons e nêutrons se dissolvem em seus quarks constituintes, que podem se mover livremente entre partículas chamadas glúons que carregam uma força enorme