Solid, lichid, gaz ... acestea sunt stările de materie cu care suntem familiarizați în detaliu, dar ce înseamnă pentru o stare de materie? Și există alte stări de materie?
Deoarece oamenii au făcut prima distincție între ei, stările materiei au fost definite prin modul în care materia s-a comportat, în mare parte; deci un solid a avut o formă fixă (și volum), un lichid un volum fix (dar a schimbat forma pentru a se potrivi cu containerul în care se afla) și un gaz extins pentru a-și umple recipientul. Odată ce ne-am dat seama că materia este formată din atomi (și molecule), stările materiei s-au distins prin modul în care s-au comportat moleculele (sau atomii, într-un element): în solide acestea sunt atât în apropiere cât și într-un aranjament fix (de ex. În cristale), în lichide aproape, dar aranjamentul nu este fix, iar gazele nu sunt în apropiere (deci nu există un aranjament special).
Dar cum rămâne cu plasma? Sorta ca un gaz - așa cum umple orice recipient în care este, este un gaz - dar nu (ionii și electronii interacționează în moduri complet diferite, într-o plasmă, decât moleculele (sau atomii) o fac într-un solid, lichid sau gaz ). Prin urmare, plasma este a patra stare a materiei.
Lucrurile s-au complicat puțin, pe măsură ce oamenii de știință au studiat materia mai atent.
De exemplu, dacă încălziți apa într-un recipient puternic, dar transparent, peste o anumită temperatură (și presiune) - numită temperatura critică (presiune critică) - stările de lichid și gaz devin una ... apa este acum un fluid supercritic ( este posibil să fi văzut acest lucru demonstrat, într-o clasă de chimie, deși probabil nu cu apă!).
Apoi se face distincția între cristale (stare cristalină) și ochelari (sticlă sticloasă); ambele par foarte solide, dar aranjarea moleculelor într-un pahar este mai asemănătoare cu cea a moleculelor într-un lichid decât a celor dintr-un cristal ... iar paharele pot curge, la fel ca lichidele, dacă sunt lăsate pentru o perioadă suficient de lungă.
Există o „a cincea stare de materie”? Da! Un condensat Bose-Einstein (BEC) ... care este ca un gaz, cu excepția faptului că atomii constituenți sunt toate (sau mai ales) în cea mai mică stare cuantă posibilă ... deci un BEC are proprietăți în vrac destul de diferite de cele ale oricărei alte stări de materie (cuantică comportamentul devine macroscopic).
În astrofizică, există destul de multe stări exotice ale materiei; de exemplu, în stelele pitice albe materia este prevenită prăbușirea (gravitațională) ulterioară prin presiunea de degenerare a electronilor; același fel de lucru se întâmplă și în stelele neutronice, cu excepția faptului că presiunea sa de degenerare a neutronilor (poate exista și o stare a materiei și mai extremă, ținută de presiunea de degenerare a quarkului). Există, de asemenea, o contrapartidă cu plasmele obișnuite: plasma quark-gluon (într-o plasmă obișnuită formată din hidrogen, atomii sunt împărțiți în electroni și protoni; într-un proton plasmatic cu gluon și neutronii „se topește” în quark-urile și gluonii lor constitutivi).
Există povești legate de Space Magazine? Sigur! De exemplu: Uitați stelele neutre, stelele Quark pot fi cele mai dense corpuri din univers, raza Schwarzschild și racheta cu magnetoplasma de generație următoare pot fi testate pe stația spațială.
Statele din materie, inclusiv unele exotice, sunt ceva ce veți găsi discutat în Astronomy Cast; de exemplu acest Show Întrebări.
surse:
Wikipedia
Universitatea Purdue
New York University
Wikipedia: Bose-Einstein condensat
