Ученые раскрыли давнюю загадку необычного поведения галлия — металла, который плавится почти при комнатной температуре и десятилетиями вызывал вопросы у исследователей.

Ранее считалось, что ковалентные связи между атомами галлия сохраняются даже после перехода металла в жидкое состояние. Однако масштабные компьютерные симуляции показали, что эти связи исчезают в момент плавления.

Самым неожиданным оказалось то, что при дальнейшем нагревании связи начинают формироваться снова. Это открытие опровергает научные представления, сохранявшиеся более 30 лет.

Исследователи считают, что ключевую роль играет энтропия — степень беспорядка в системе. Разрыв связей резко увеличивает беспорядок, стабилизируя жидкое состояние галлия при низких температурах.

Кроме того, ученые выяснили, что поверхность жидкого галлия не является хаотичной: машинное обучение выявило в ней четкие геометрические узоры глубиной в три атомных слоя.

Авторы работы отмечают, что понимание этих процессов может помочь в разработке электроники нового поколения, более эффективных батарей и катализаторов.