Pevný, tekutý, plyn ... to sú stavy látok, s ktorými sme dokonale oboznámení, ale čo spôsobuje stav hmoty? A existujú aj iné stavy hmoty?
Pretože ľudia medzi nimi prvýkrát rozlišovali, stavy hmoty boli definované podľa toho, ako sa hmota správala hromadne; takže tuhá látka mala pevný tvar (a objem), kvapalina nemala pevný objem (ale zmenila sa tvar tak, aby sa zmestili na nádobu, v ktorej bola), a plyn expandoval, aby naplnil svoju nádobu. Keď sme si uvedomili, že hmota je tvorená atómami (a molekulami), stavy hmoty sa rozlišovali podľa toho, ako sa molekuly (alebo atómy, v elemente) správali: v pevných látkach sú obe blízko a v pevnom usporiadaní (napr. kryštálov), v tekutinách blízko, ale usporiadanie nie je pevné a v plynoch, ktoré nie sú blízko (žiadne zvláštne usporiadanie).
Ale čo plazma? Sorta ako plyn - tak, aby vyplnil akýkoľvek kontajner, v ktorom je, je to plyn - ale nie (ióny a elektróny interagujú úplne iným spôsobom, v plazme, ako molekuly (alebo atómy) pôsobia v pevnej látke, tekutine alebo plyne ). Plazma je teda štvrtým stavom hmoty.
Veci sa trochu komplikovali, pretože vedci študovali hmotu dôkladnejšie.
Napríklad, ak ohrievate vodu v silnej, ale priehľadnej nádobe, nad určitou teplotou (a tlakom) - nazývanou kritická teplota (kritický tlak) - stavy kvapaliny a plynu sa stanú jedným ... voda je teraz superkritická tekutina ( Možno ste to už videli demonštrované, možno v chémii, aj keď pravdepodobne nie vo vode!).
Potom je rozdiel medzi kryštálmi (kryštalický stav) a okuliarmi (sklovitý stav); obidve sa zdajú veľmi pevné, ale usporiadanie molekúl v pohári je viac podobné usporiadaniu molekúl v tekutine ako molekúl v kryštáli ... a poháre môžu prúdiť rovnako ako kvapaliny, ak zostanú dostatočne dlho.
Existuje „piaty stav“? Áno! Kondenzát Bose-Einstein (BEC) ... ktorý je ako plyn, s výnimkou toho, že atómy zložiek sú všetky (alebo väčšinou) v najnižšom možnom kvantovom stave ... takže BEC má sypné vlastnosti úplne odlišné od vlastností akéhokoľvek iného stavu hmoty (kvantové správanie sa stáva makroskopickým).
V astrofyzike existuje pomerne málo exotických stavov hmoty; napríklad v prípade bielych trpaslíkov sa zabráni ďalšiemu (gravitačnému) zrúteniu hmoty elektrónovým degeneračným tlakom; to isté sa deje v neutrónových hviezdach, s výnimkou toho, že jeho neutrónový degeneratívny tlak (môže tu byť ešte extrémnejší stav hmoty, ktorý je zadržaný kvarkovým degeneračným tlakom!). Existuje aj náprotivok bežných plaziem: kvark-gluónová plazma (v bežnej plazme vyrobenej z vodíka sa atómy rozdeľujú na elektróny a protóny; v kvark-gluónovej plazme sa protóny a neutróny „roztopia“ na ich konštitučné kvarky a gluóny).
Existujú príbehy o časopise Space Magazine? Samozrejme! Napríklad: Zabudnite na neutrónové hviezdy, kvarkové hviezdy môžu byť najhustšími telesami vo vesmíre, Schwarzschildov polomer a magnetizačná raketa budúcej generácie by sa mohla testovať na vesmírnej stanici.
Stavy, vrátane niektorých exotických, sú niečo, o čom sa hovorí v Astronomy Cast; napríklad táto otázka sa zobrazí.
zdroj:
Wikipedia
Purdue University
New York University
Wikipedia: Bose-Einstein Condensate
