中物院成都科学技术发展中心（以下简称成科中心）依托先进光子源同步辐射装置，近日首次在80皮秒（一万亿分之一秒的80倍）的时间尺度上“拍”到了冲击波作用下氯化钾内部原子重排过程，实现了对该相变的原位实时观测，并在此基础上完成了统一相变模型的构建。相关成果以《冲击压缩的氯化钾中滑移驱动的B1-B2相变》为题发表于国际顶尖期刊《物理评论快报》。

当晶体遭受冲击波撞击时，内部原子排列会在十亿分之一秒内从一种结构“换”成另一种，物理学称之为相变，这个现象也是模拟陨石撞击行星、研究地球深部物质演化的重要模型。然而相变是如何发生的，学界目前仍无共识。

“首先冲击波作用的时间极短，为百纳秒级（千万分之一秒），就像你一锤砸碎一块玻璃，你只看到碎裂的结果，但砸下去的那一瞬间，来不及看清玻璃内部是如何裂开的。其次，此前学界猜想的所有模型都在描述‘原子怎么动’，却没人能回答‘是什么力量驱动它动’，就像能描述病症，却说不出病因。”论文第一作者、成科中心动态极端环境材料研究室副主任蔡洋表示，该研究由成科中心、西南交通大学、中国科学院宁波材料工程研究所等多家单位共同参与，历时8年完成。此项研究不仅用“超高速慢放”首次看清氯化钾相变的内部变化，更使团队找到了解释物体内部相变时原子“滑移”的统一模型，为离子晶体高压相变提供了新的研究范式。“而这套‘超快实验+原子模拟’的方法，未来还有望迁移到更多材料体系，帮科学家解开其他高压相变的谜题。”蔡洋说。