Un nuevo trabajo de un equipo que incluía a Guoyin Shen y Yoshio Kono de Carnegie utilizó alta presión y temperatura para revelar una especie de "memoria estructural" en muestras de bismuto metálico. un descubrimiento con gran potencial en ingeniería eléctrica.

El bismuto es un elemento históricamente interesante para los científicos, como se hicieron varios descubrimientos importantes en el mundo de la física de los metales mientras se estudiaba, incluyendo observaciones importantes sobre el efecto de los campos magnéticos sobre la conductividad eléctrica.

El bismuto tiene varias fases. Una fase química es una configuración distintiva de las moléculas que componen una sustancia. El agua congelada en hielo o hirviendo en vapor son ejemplos de cómo los cambios en las condiciones externas pueden inducir una transición de una fase a otra. Pero para los físicos y los científicos de materiales, La aplicación de presiones y temperaturas extremas puede provocar una gran variedad de otras fases. Por ejemplo, bajo condiciones de presión y temperatura crecientes, el bismuto sufre una serie de transiciones de fase, incluyendo ocho tipos diferentes de fases sólidas observadas hasta ahora.

En estudios previos de bismuto, los cambios estructurales inducidos por la presión no se mantuvieron cuando se redujo la presión. Sin embargo, el equipo de investigación, que incluía al autor principal Yu Shu y sus colegas Dongli Yu, Wentao Hu, Bo Xu, Julong He, y Zhongyuan Liu de la Universidad de Yanshan, y Yanbin Wang de la Universidad de Chicago, utilizaron una vía de sucesivas condiciones de presión y temperatura para crear una forma de bismuto que tiene una "memoria estructural" de una fase anterior.

Cuando el bismuto se lleva a un estado líquido por debajo de 14, 000 y 24, 000 veces la presión atmosférica normal (1,4 a 2,4 gigapascales) y aproximadamente a 1, 800 grados Fahrenheit (1, 250 kelvin), y luego se enfría lentamente de nuevo a un estado sólido, el sólido "recuerda" algunos de los motivos estructurales de su predecesor líquido.

"El líquido a alta presión se vuelve más desordenado estructuralmente cuando se aplica el calor, asumiendo lo que llamamos un estado de 'líquido profundo', ciertas características estructurales de las cuales permanecen incluso cuando el bismuto se enfría de nuevo a sólido, "Explicó Shen." Esta es la primera vez que se ve un efecto de este tipo en un metal elemental ".

Fascinantemente, esta "memoria" se correlaciona con un cambio de ser repelido por un campo magnético a ser atraído por un campo magnético. El equipo cree que será posible inducir un cambio similar en las propiedades físicas en otros, similar, elementos, incluido el cerio, antimonio, plutonio, y otros.