Fast, flytende, gass ... det er de materielle tilstandene vi er godt kjent med, men hva er det som gjør en sak? Og er det andre tilstander?
Siden folk først skilte mellom seg, ble sakstatene definert av hvordan saken oppførte seg, i bulk; så et fast stoff hadde en fast form (og volum), en væske et fast volum (men endret form for å passe til beholderen det var i), og en gass ekspanderte for å fylle beholderen. Når vi skjønte at materie består av atomer (og molekyler), ble stoffets tilstander utpreget av hvordan molekylene (eller atomer, i et element) oppførte seg: i faste stoffer er de både i nærheten og i et fast arrangement (f.eks. I krystaller), i væsker i nærheten, men arrangementet er ikke festet, og i gasser ikke i nærheten (så ingen spesiell ordning).
Men hva med plasma? Sorta som en gass - slik at den fyller en hvilken som helst beholder den er i, er det en gass - men ikke (ionene og elektronene samvirker på helt andre måter, i et plasma, enn molekyler (eller atomer) gjør i en fast, flytende eller gass ). Derfor er plasma den fjerde tilstanden i saken.
Ting ble litt mer komplisert da forskere studerte saken mer nøye.
For eksempel, hvis du varmer vann i en sterk, men gjennomsiktig beholder, over en viss temperatur (og trykk) - kalt kritisk temperatur (kritisk trykk) - blir væsken og gasstilstandene en ... vannet er nå en superkritisk væske ( Du har kanskje sett dette demonstrert, kanskje i en kjemiklasse, men sannsynligvis ikke med vann!).
Så er det skillet mellom krystaller (krystallinsk tilstand) og briller (glassaktig tilstand); begge virker veldig solide, men arrangementet av molekyler i et glass ligner mer på molekyler i en væske enn de i en krystall ... og glass kan strømme, akkurat som væsker, hvis de blir stående lenge nok.
Er det en ‘femte sakstilstand’? Ja! Et Bose-Einstein kondensat (BEC) ... som er som en gass, bortsett fra at de konstituerende atomene er alle (eller for det meste) i lavest mulig kvantetilstand ... så en BEC har bulkegenskaper ganske ulik de i noen annen tilstand av materie (kvantum) atferd blir makroskopisk).
I astrofysikk er det ganske mange eksotiske tilstander; for eksempel forhindres materie i ytterligere (gravitasjons) sammenbrudd ved elektronisk degenerasjonstrykk i hvite dvergstjerner; den samme typen ting skjer i nøytronstjerner, bortsett fra at dets nøytrondegenerasjonstrykk (det kan også være en enda mer ekstrem tilstand av saken, holdt oppe av kvark-degenerasjonstrykket!). Det er også et motstykke til vanlige plasmaer: kvark-gluon-plasma (i et vanlig plasma laget av hydrogen blir atomene brutt inn i elektroner og protoner; i en quark-gluon-plasma-protoner og nøytroner smelter inn i de konstituerende kvarkene og gluonene).
Er det relaterte Space Magazine-historier? Sikker! For eksempel: Glem nøytronstjerner, Quark-stjerner kan være de tetteste organene i universet, Schwarzschild Radius og Next Generation Magnetoplasma Rocket kunne testes på romstasjonen.
Materiestater, inkludert noen eksotiske, er noe du finner omtalt i Astronomy Cast; for eksempel dette spørsmålene.
kilder:
Wikipedia
Purdue University
New York University
Wikipedia: Bose-Einstein kondensat
