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Des chercheurs pensent avoir trouvé un état secret entre solide et liquide. Une structure moléculaire très complexe caractérise cet état de la matière.
Cette découverte est à mettre au crédit d'une équipe de recherche de l'université de Californie à Berkeley, aux États-Unis. Les travaux de ces chercheurs apportent ainsi une mise à jour à la classification des états de la matière. Cet état secret entre solide et liquide est un étrange mélange entre la dureté des blocs et la malléabilité des fluides.
Des propriétés proches de celles des solides amorphes
Le verre est le solide amorphe le plus courant. Il donne l'impression d'être une matière parfaitement solide. Néanmoins, l'analyse de sa structure moléculaire montre une tout autre chose. L'arrangement de ses particules fait davantage penser à celui d'un fluide en train de couler qui se fige ensuite.
Rappelons que les états basiques de la matière sont solides, liquides et gazeux. Chaque état possède évidemment ses propres propriétés et une configuration atomique particulière. Notons que les états de la matière ne se limitent pas à ses 3 sortes. Il existe effectivement d'autres types comme le quasi-cristal ou le plasma.
Par ailleurs, il faut savoir que la matière peut passer d'un état à un autre. L'évaporation est le passage de l'état liquide au gazeux. Un corps solide peut également se liquéfier en cas d'exposition à d'extrêmes conditions thermiques.
Un état entre solide et liquide dont personne ne soupçonnait l'existence
Kranthi Mandadapu, Dimitrios Fraggedakis et Muhammad Hasyim sont les auteurs de cette recherche novatrice. À noter que les scientifiques ont détaillé leurs travaux dans un papier paru dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.
Les trois chercheurs sont partis de l'idée de l'existence d'une réaction à la limite de la température des liquides et des solides en surfusion. Les particules statiques y restent excitées et vibrent d'une certaine manière sur place.
Les calculs, les simulations et les données d'expériences antérieures ont permis de déterminer que la fusion n'était pas un processus aussi simple. Celle-ci comporte une activité particulière des molécules. Mandadapu et son équipe ont ainsi conçu un modèle 2D pour percer le mystère de cette réaction pendant la transformation.
Mieux comprendre les changements d'état de la matière
L'équipe pense qu'il est possible d'étendre l'application de leur modèle pour comprendre le fonctionnement des transitions en trois dimensions. Cela peut fournir une base théorique pour de futurs travaux expérimentaux. L'objectif est de comprendre au niveau moléculaire ce qui sépare les solides amorphes des liquides à haute température.
« D'un point de vue scientifique fondamental, il est intéressant d'étudier pourquoi ces solides amorphes présentent une dynamique très différente de celle des liquides ordinaires », explique Mandadapu.
Les travaux de l'équipe de Berkeley vont ainsi se poursuivre. L'objectif sera de vérifier et de confirmer la découverte initiale. Dans un second temps, les chercheurs auront à améliorer leur modèle – pourquoi pas avec l'intelligence artificielle. Après l'état secret entre solide et liquide, une nouvelle étape de transition pourrait être percée à jour.
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