固体、液体、气体……还有别的吗?虽然我们大多数人在小学时只知道物质的三种状态，但物理学家已经发现了几种奇异的物质，它们可以在极端的温度和压力条件下存在。
现在，一个团队已经使用一种人工智能来证实一种奇怪的新物质状态的存在，这种状态下钾原子同时表现出固态和液态的特性。如果你能抽出一大块这样的物质，它可能看起来就像一个固体块，但会慢慢漏出熔融的钾，最终全部溶解。
”这就像拿着一个装满水的海绵,开始滴,除了海绵也是水做的,”研究合著者安德烈亚斯赫尔曼说,爱丁堡大学的凝聚态物理学家的团队描述了工作在本周《美国国家科学院院刊》上。
钾的异常状态可能存在于地幔中，但这种元素通常不是以纯形式存在的，通常与其他物质结合在一起。类似的模拟可以帮助研究其他矿物在这种极端环境中的行为。
像钾这样的金属在微观水平上是相当直接的。当它被塑造成一根固体棒状时，这种元素的原子会连接成有序的行，从而很好地传导热量和电流。很长一段时间以来，研究人员相信他们可以很容易地预测在压力下这些晶体结构会发生什么变化。
但是大约15年前，科学家们发现钠——一种与钾性质相似的金属——在被压缩时产生了一些奇怪的现象。在两万倍于地球表面的压力下，钠从一个银白色的物体变成了一种透明的物质，这种物质不导电，却能阻止它的流动。通过用x射线探测钠，科学家可以看到它的原子采用了复杂的晶体结构，而不是简单的晶体结构。
钾也受到了大量的实验研究。当压缩到类似的极限时，它的原子排列成一种精细的形式——5个圆柱形的管被组织成X形，在这个组合的弯道中有4条长链，几乎像两个独立的、不缠绕的材料。
“不知何故，这些钾原子决定分裂成两个松散连接的亚晶格，”赫尔曼说。但是当科学家提高温度时，x射线图像显示这四个链消失了，研究人员争论到底发生了什么。
为了找到答案，赫尔曼和他的同事们使用了一种被称为神经网络的人工智能机器来进行模拟，这是一种学习如何根据先前的例子来预测行为的人工智能机器。在对小群钾原子进行训练后，神经网络很好地学习了量子力学，足以模拟包含成千上万个原子的集合。
计算机模型证实，在大约20,000到40,000倍大气压和400到800开尔文(260到980华氏度)之间，钾进入了所谓的链融化状态，在这种状态下，链溶解成液体，而剩余的钾晶体保持固态。
这是科学家首次证明这种状态对任何元素都是热力学稳定的。
在劳伦斯利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory)极端条件下研究材料的马略•米洛(Marius Millot)表示，该团队开发的机器学习技术可能对其他物质的行为建模有用。