Stav hmoty - State of matter

Čtyři společné stavy hmoty. Ve směru hodinových ručiček zleva nahoře jsou to pevná látka, kapalina, plazma a plyn, představované znakem ledová socha, a pokles z vody, elektrický oblouk od a cívka tesla a vzduch kolem mraků.

v fyzika, a stav hmoty je jednou z odlišných forem, ve kterých hmota může existovat. V každodenním životě lze pozorovat čtyři stavy hmoty: pevný, tekutý, plyn, a plazma. Je známo, že existuje mnoho přechodných stavů, například tekutý krystal, a některé státy existují pouze za extrémních podmínek, jako např Bose – Einsteinovy ​​kondenzáty, neutronově zdegenerovaná hmota, a kvark – gluonová plazma, které se vyskytují pouze v situacích extrémního chladu, extrémní hustoty a extrémně vysoké energie. Úplný seznam všech exotických stavů hmoty najdete v seznam stavů hmoty.

Historicky se rozlišuje na základě kvalitativních rozdílů ve vlastnostech. Hmota v pevném stavu si udržuje stálý objem a tvar s částečkami složek (atomy, molekuly nebo ionty ) blízko u sebe a zafixovány na místě. Hmota v kapalném stavu udržuje stálý objem, ale má variabilní tvar, který se přizpůsobuje, aby se vešel do nádoby. Jeho částice jsou stále blízko sebe, ale volně se pohybují. Hmota v plynném stavu má jak variabilní objem, tak tvar, který se přizpůsobuje oběma nádobám. Jeho částice nejsou ani blízko u sebe, ani fixovány na místě. Hmota ve stavu plazmy má proměnlivý objem a tvar a obsahuje neutrální atomy a také značný počet iontů a elektronů, které se mohou volně pohybovat.

Termín fáze se někdy používá jako synonymum pro stav hmoty, ale systém může obsahovat několik nemísitelný fáze stejného stavu hmoty.

Čtyři základní státy

Pevný

Krystalická pevná látka: obrázek atomového rozlišení titaničitan strontnatý. Jasnější atomy jsou stroncium a tmavší jsou titan.

V pevné látce jsou částice (ionty, atomy nebo molekuly) těsně spojeny. The síly mezi částicemi jsou tak silné, že se částice nemohou volně pohybovat, ale mohou pouze vibrovat. Výsledkem je, že těleso má stabilní, určitý tvar a určitý objem. Tělesa mohou změnit svůj tvar pouze vnější silou, jako když jsou rozbita nebo rozříznuta.

v krystalické pevné látky, částice (atomy, molekuly nebo ionty) jsou zabaleny do pravidelně uspořádaného opakujícího se vzoru. Existují různé krystalové struktury a stejná látka může mít více než jednu strukturu (nebo pevnou fázi). Například, žehlička má centrovaný na tělo struktura při teplotách pod 912 ° C (1674 ° F) a kubický střed struktura mezi 912 a 1394 ° C (2541 ° F). Led má patnáct známých krystalových struktur nebo patnáct pevných fází, které existují při různých teplotách a tlacích.^[1]

Brýle a další nekrystalické, amorfní pevné látky bez objednávka na velké vzdálenosti nejsou tepelná rovnováha základní stavy; proto jsou níže popsány jako neklasické stavy hmoty.

Pevné látky lze přeměnit na kapaliny roztavením a kapaliny na pevné látky zmrazením. Pevné látky se mohou také změnit přímo na plyny procesem sublimace a plyny se mohou také přímo proměnit na pevné látky depozice.

Tekutý

Struktura klasické monatomické kapaliny. Atomy mají mnoho nejbližších sousedů v kontaktu, přesto zde není žádná objednávka na velké vzdálenosti.

Kapalina je téměř nestlačitelná tekutina který odpovídá tvaru nádoby, ale zachovává si (téměř) konstantní objem nezávisle na tlaku. Objem je definitivní, pokud teplota a tlak jsou konstantní. Když je pevná látka zahřátá nad bod tání, stává se kapalným, protože tlak je vyšší než trojitý bod látky. Mezimolekulární (nebo interatomové nebo interiontové) síly jsou stále důležité, ale molekuly mají dostatek energie k vzájemnému pohybu a struktura je mobilní. To znamená, že tvar kapaliny není určitý, ale je určen jejím obalem. Objem je obvykle větší než objem odpovídající pevné látky, nejznámější výjimkou je voda, H₂O. Nejvyšší teplota, při které může daná kapalina existovat, je její kritická teplota.^[2]

Plyn

Prostory mezi molekulami plynu jsou velmi velké. Molekuly plynu mají velmi slabé nebo vůbec žádné vazby. Molekuly v „plynu“ se mohou pohybovat volně a rychle.

Plyn je stlačitelná kapalina. Nejen, že se plyn přizpůsobí tvaru své nádoby, ale také se rozšíří, aby naplnil nádobu.

V plynu mají molekuly dost Kinetická energie takže účinek mezimolekulárních sil je malý (nebo nulový pro ideální plyn ) a typická vzdálenost mezi sousedními molekulami je mnohem větší než velikost molekul. Plyn nemá žádný definitivní tvar ani objem, ale zabírá celou nádobu, ve které je uzavřen. Kapalina může být přeměněna na plyn zahřátím na konstantní tlak bod varu nebo také snížením tlaku při konstantní teplotě.

Při teplotách pod kritická teplota, plyn se také nazývá a pára a lze jej zkapalnit samotnou kompresí bez chlazení. Pára může existovat v rovnováze s kapalinou (nebo pevnou látkou), v takovém případě se tlak plynu rovná tlak páry kapaliny (nebo pevné látky).

A nadkritická tekutina (SCF) je plyn, jehož teplota a tlak jsou nad kritickou teplotou a kritický tlak resp. V tomto stavu zmizí rozdíl mezi kapalinou a plynem. Superkritická tekutina má fyzikální vlastnosti plynu, ale její vysoká hustota uděluje v některých případech vlastnosti rozpouštědla, což vede k užitečným aplikacím. Například, superkritický oxid uhličitý je zvyklý výpis kofein při výrobě bez kofeinu káva.^[3]

Plazma

V plazmě jsou elektrony odtrženy od svých jader a tvoří elektronové „moře“. To mu dává schopnost vést elektřinu.

Stejně jako plyn nemá plazma určitý tvar ani objem. Na rozdíl od plynů jsou plazma elektricky vodivá, produkují magnetická pole a elektrické proudy a silně reagují na elektromagnetické síly. Kladně nabitá jádra plavou v „moři“ volně se pohybujících disociovaných elektronů, podobně jako takové náboje existují ve vodivém kovu, kde toto elektronové „moře“ umožňuje látce ve stavu plazmy vést elektřinu.

Plyn se obvykle převádí na plazmu jedním ze dvou způsobů, např. Buď z velkého rozdílu napětí mezi dvěma body, nebo vystavením extrémně vysokým teplotám. Zahřátí hmoty na vysoké teploty způsobí, že elektrony opustí atomy, což má za následek přítomnost volných elektronů. Tím se vytvoří takzvaná částečně ionizovaná plazma. Při velmi vysokých teplotách, jako jsou teploty přítomné ve hvězdách, se předpokládá, že v podstatě jsou všechny elektrony „volné“ a že velmi vysokoenergetická plazma je v podstatě holá jádra plavající se v moři elektronů. Toto tvoří takzvanou plně ionizovanou plazmu.

Stav plazmy je často nepochopen, a přestože za normálních podmínek na Zemi volně neexistuje, je zcela běžně generován oběma Blesk, elektrické jiskry, zářivky, neonová světla nebo v plazmové televize. The Sluneční korona, některé typy plamen a hvězdy jsou všechny příklady osvětlené hmoty ve stavu plazmy.

Fázové přechody

Tento diagram ilustruje přechody mezi čtyřmi základními stavy hmoty.

Stav hmoty je také charakterizován fázové přechody. Fázový přechod označuje změnu struktury a lze jej rozpoznat náhlou změnou vlastností. Zřetelný stav hmoty lze definovat jako jakoukoli sadu státy odlišuje od jakékoli jiné sady stavů a fázový přechod. O vodě lze říci, že má několik odlišných pevných skupin.^[4] Vzhled supravodivosti je spojen s fázovým přechodem, takže existují supravodivý státy. Rovněž, feromagnetický stavy jsou vymezeny fázovými přechody a mají charakteristické vlastnosti. Když ke změně stavu dochází ve fázích, jsou volány mezikroky mezofáze. Tyto fáze byly využity zavedením tekutý krystal technologie.^[5][6]

Stát nebo fáze dané množiny hmoty se může měnit v závislosti na tlak a teplota podmínky, přechod do dalších fází, jak se tyto podmínky mění, aby upřednostňovaly jejich existenci; například pevné přechody do kapaliny se zvýšením teploty. U absolutní nula, látka existuje jako pevný. Když se k této látce přidá teplo, roztaví se na kapalinu bod tání, vaří na plyn bod varu, a pokud by byla dostatečně vysoká, vstoupila by do plazma stát, ve kterém elektrony jsou tak nabité energií, že opouštějí své mateřské atomy.

Formy hmoty, které nejsou složeny z molekul a jsou organizovány různými silami, lze také považovat za různé stavy hmoty. Superkapaliny (jako Fermionový kondenzát ) a kvark – gluonová plazma jsou příklady.

V chemické rovnici lze stav hmoty chemických látek zobrazit jako (s) pro pevnou látku, (l) pro kapalinu a (g) pro plyn. An vodný roztok je označeno (aq). Hmota ve stavu plazmy se zřídka používá (pokud vůbec) v chemických rovnicích, takže neexistuje žádný standardní symbol pro její označení. Ve vzácných rovnicích, kde se plazma používá, je symbolizována jako (p).

Neklasické státy

Sklenka

Schematické znázornění sklovité formy s náhodnou sítí (vlevo) a uspořádané krystalické mřížky (vpravo) se stejným chemickým složením.

Sklenka je nekrystalický nebo amorfní pevná látka materiál, který vykazuje a skleněný přechod při zahřátí směrem k kapalnému stavu. Brýle mohou být vyrobeny ze zcela různých tříd materiálů: anorganické sítě (například okenní sklo, vyrobené z křemičitan a přísady), kovové slitiny, iontové taveniny, vodné roztoky, molekulární kapaliny a polymery. Termodynamicky je sklo v metastabilní stav s ohledem na jeho krystalický protějšek. Konverzní poměr je však prakticky nulový.

Krystaly s určitým stupněm poruchy

A plastový krystal je molekulární pevná látka s dlouhým dosahem v pozičním pořadí, ale s molekulami, které si zachovávají rotační svobodu; v orientační sklo tento stupeň svobody je zmrazen v a neuspořádaný Stát.

Podobně v a točit sklo magnetická porucha je zmrzlá.

Stavy tekutých krystalů

Stavy tekutých krystalů mají vlastnosti mezi mobilními kapalinami a uspořádanými pevnými látkami. Obecně jsou schopny proudit jako kapalina, ale vykazují pořádek na velké vzdálenosti. Například nematická fáze se skládá z dlouhých tyčinkovitých molekul jako např para-azoxyanisol, který je nematický v teplotním rozsahu 118–136 ° C (244–277 ° F).^[7] V tomto stavu molekuly proudí jako v kapalině, ale všechny směřují stejným směrem (v každé doméně) a nemohou se volně otáčet. Jako krystalická pevná látka, ale na rozdíl od kapaliny reagují tekuté krystaly na polarizované světlo.

Další typy tekutých krystalů jsou popsány v hlavním článku o těchto stavech. Několik typů má technologický význam, například v displeje z tekutých krystalů.

Magneticky nařízeno

Přechodný kov atomy často mají magnetické momenty kvůli síti roztočit elektronů, které zůstávají nepárové a netvoří chemické vazby. V některých pevných látkách jsou magnetické momenty na různých atomech uspořádány a mohou tvořit feromagnet, antiferomagnet nebo ferimagnet.

V feromagnet — Například pevný žehlička —Magnetický moment na každém atomu je vyrovnán ve stejném směru (uvnitř a magnetická doména ). Pokud jsou domény také zarovnány, těleso je trvalé magnet, který je magnetický i při absenci externího zařízení magnetické pole. The magnetizace zmizí, když se magnet zahřeje na Curie bod, což je pro železo 768 ° C (1414 ° F).

An antiferromagnet má dvě sítě stejných a protilehlých magnetických momentů, které se navzájem ruší, takže magnetizace sítě je nulová. Například v oxid nikelnatý (NiO), polovina atomů niklu má momenty zarovnané v jednom směru a polovina v opačném směru.

V ferimagnet, dvě sítě magnetických momentů jsou opačné, ale nerovné, takže zrušení je neúplné a dochází k nenulové síťové magnetizaci. Příkladem je magnetit (Fe₃Ó₄), který obsahuje Fe²⁺ a Fe³⁺ ionty s různými magnetickými momenty.

A kvantová spinová kapalina (QSL) je neuspořádaný stav v systému interagujících kvantových spinů, který zachovává jeho poruchu na velmi nízké teploty, na rozdíl od jiných neuspořádaných stavů. Není to kapalina ve fyzickém smyslu, ale pevná látka, jejíž magnetický řád je ve své podstatě neuspořádaný. Název „kapalina“ je způsoben analogií s molekulární poruchou v konvenční kapalině. QSL není ani feromagnet, kde jsou magnetické domény paralelní, ani antiferromagnet, kde jsou magnetické domény antiparalelní; místo toho jsou magnetické domény náhodně orientovány. To lze realizovat např. podle geometricky frustrovaný magnetické momenty, které nemohou ukazovat rovnoměrně paralelně nebo antiparalelně. Při ochlazení a usazení do stavu musí doména „zvolit“ orientaci, ale pokud jsou možné energetické stavy podobné, bude jeden vybrán náhodně. V důsledku toho, navzdory silnému řádu krátkého dosahu, neexistuje žádný magnetický řád dlouhého dosahu.

Mikrofázově oddělené

Blokovaný kopolymer SBS v TEM

Kopolymery může podstoupit mikrofázovou separaci za vzniku rozmanité řady periodických nanostruktur, jak je ukázáno v příkladu styren-butadien-styrenový blokový kopolymer zobrazeno vpravo. Mikrofázovou separaci lze chápat analogicky s fázovou separací mezi olej a voda. Kvůli chemické nekompatibilitě mezi bloky procházejí blokové kopolymery podobnou fázovou separací. Protože bloky jsou kovalentně vázané navzájem se nemohou makroskopicky demixovat jako voda a olej, a tak se místo toho vytvoří bloky velikosti nanometrů struktur. V závislosti na relativních délkách každého bloku a celkové blokové topologii polymeru lze získat mnoho morfologií, každá svou vlastní fází hmoty.

Iontové kapaliny také zobrazit separaci mikrofáze. Anion a kation nejsou nutně kompatibilní a jinak by se demixovaly, ale přitahování elektrického náboje jim brání v separaci. Zdá se, že jejich anionty a kationty difundují uvnitř rozdělených vrstev nebo micel namísto volně jako v jednotné kapalině.^[8]

Nízkoteplotní stavy

Super tekutý

Tekuté hélium v supertekuté fázi se plíží po stěnách kelímku v a Rollin film, nakonec kape z poháru.

V blízkosti absolutní nuly tvoří některé kapaliny druhý kapalný stav popsaný jako supratekutý protože má nulu viskozita (nebo nekonečná tekutost, tj. plynutí bez tření). Toto bylo objeveno v roce 1937 pro hélium, který tvoří superfluid pod lambda teplota 2,17 K (-270,98 ° C; -455,76 ° F). V tomto stavu se pokusí „vylézt“ z kontejneru.^[9] Má také nekonečno tepelná vodivost takže ne teplotní gradient se mohou tvořit v supertekutině. Umístění superfluidu do rotujícího kontejneru bude mít za následek kvantované víry.

Tyto vlastnosti jsou vysvětleny teorií, že běžný izotop helium-4 tvoří a Kondenzát Bose – Einstein (viz následující část) v supertekutém stavu. Poslední dobou, Fermionový kondenzát vzácné izotopy vytvářely superfluidy za ještě nižších teplot helium-3 a tím lithium-6.^[10]

Kondenzát Bose – Einstein

Rychlost v plynu o rubidium jak je ochlazován: výchozí materiál je nalevo a kondenzát Bose – Einstein je napravo.

V roce 1924 Albert Einstein a Satyendra Nath Bose předpověděl „Bose – Einsteinův kondenzát“ (BEC), někdy označovaný jako pátý stav hmoty. V BEC se hmota přestane chovat jako nezávislé částice a zhroutí se do jediného kvantového stavu, který lze popsat jedinou jednotnou vlnovou funkcí.

V plynné fázi zůstával kondenzát Bose – Einstein po mnoho let neověřenou teoretickou predikcí. V roce 1995 výzkumné skupiny Eric Cornell a Carl Wieman, z JILA na University of Colorado v Boulderu, experimentálně vyrobil první takový kondenzát. Kondenzát Bose – Einstein je „chladnější“ než pevná látka. Může nastat, když mají atomy velmi podobné (nebo stejné) kvantové úrovně, při teplotách velmi blízkých absolutní nula -273,15 ° C (-459,67 ° F).

Fermionový kondenzát

A fermionový kondenzát je podobný kondenzátu Bose – Einstein, ale skládá se z fermiony. The Pauliho princip vyloučení brání fermionům ve vstupu do stejného kvantového stavu, ale dvojice fermionů se může chovat jako boson a více takových párů pak může vstoupit do stejného kvantového stavu bez omezení.

Rydbergova molekula

Jeden z metastabilní stavy silně neideální plazmy je Rydberg záležitost, který vzniká kondenzací vzrušené atomy. Tyto atomy se mohou také proměnit ionty a elektrony pokud dosáhnou určité teploty. V dubnu 2009 Příroda popsali vznik Rydbergových molekul z Rydbergova atomu a základní stav atom,^[11] což potvrzuje, že takový stav hmoty může existovat.^[12] Experiment byl proveden pomocí ultracold rubidium atomy.

Stav kvantové haly

A kvantový Hallův stav vede k kvantování Hallovo napětí měřeno ve směru kolmém na tok proudu. A kvantový spin Hallův stav je teoretická fáze, která může připravit cestu pro vývoj elektronických zařízení, která rozptylují méně energie a generují méně tepla. Toto je odvození kvantového Hallova stavu hmoty.

Fotonická hmota

Fotonická hmota je jev, kde fotony interakce s plynem vyvine zdánlivou hmotnost a může se vzájemně ovlivňovat, dokonce vytvářet fotonické „molekuly“. Zdrojem hmoty je plyn, který je masivní. To je na rozdíl od fotonů pohybujících se v prázdném prostoru, které nemají žádné odpočinková hmota a nemohou komunikovat.

Dropleton

„Kvantová mlha“ elektronů a děr, které kolem sebe proudí a dokonce se vlní jako kapalina, místo aby existovaly jako oddělené páry.^[13]

Vysokoenergetické stavy

Degenerovat hmotu

Pod extrémně vysokým tlakem, stejně jako v jádrech mrtvých hvězd, prochází běžná hmota přechodem do řady exotických stavů hmoty kolektivně známých jako zdegenerovaná hmota, které jsou podporovány zejména kvantově mechanickými jevy. Ve fyzice se „degenerovaný“ týká dvou stavů, které mají stejnou energii a jsou tak zaměnitelné. Degenerovaná hmota je podporována Pauliho princip vyloučení, což brání dvěma fermionický částice obsazující stejný kvantový stav. Na rozdíl od běžné plazmy se zdegenerovaná plazma při zahřátí málo rozpíná, protože už nezbývají žádné stavy hybnosti. V důsledku toho se zdegenerované hvězdy zhroutily na velmi vysoké hustoty. Masivnější degenerované hvězdy jsou menší, protože se zvyšuje gravitační síla, ale tlak se nezvyšuje úměrně.

Elektronem zdegenerovaná hmota se nachází uvnitř bílý trpaslík hvězdy. Elektrony zůstávají vázány na atomy, ale jsou schopné se přenášet na sousední atomy. Neutronově zdegenerovaná hmota se nachází v neutronové hvězdy. Velký gravitační tlak komprimuje atomy tak silně, že elektrony jsou nuceny kombinovat s protony prostřednictvím inverzního beta-rozpadu, což vede k superhusté konglomeraci neutronů. Normálně volné neutrony mimo atomové jádro bude rozklad s poločasem necelých 15 minut, ale v neutronové hvězdě je rozpad předjet inverzním rozpadem. Chladná zdegenerovaná hmota je přítomna také na planetách, jako jsou Jupiter a ještě masivnější hnědí trpaslíci, u nichž se očekává, že budou mít jádro kovový vodík. Kvůli degeneraci nejsou masivnější hnědí trpaslíci významně větší. V kovech lze elektrony modelovat jako degenerovaný plyn pohybující se v mřížce nedegenerovaných pozitivních iontů.

Tvarohová hmota

V běžné studené hmotě kvarky, základní částice jaderné hmoty, jsou omezeny silná síla do hadrony které se skládají ze 2–4 kvarků, jako jsou protony a neutrony. Kvarková hmota nebo kvantová chromodynamická hmota (QCD) je skupina fází, kde je překonána silná síla a kvarky jsou dekonfinované a volně se pohybují. Fáze kvarkové hmoty se vyskytují při extrémně vysokých hustotách nebo teplotách a nejsou známy žádné způsoby, jak je v laboratoři produkovat v rovnováze; za normálních podmínek každá tvarovaná hmota okamžitě prochází radioaktivním rozpadem.

Zvláštní věc je typ tvarohová hmota o kterém se předpokládá, že existuje uvnitř některých neutronových hvězd poblíž Tolman – Oppenheimer – Volkoffův limit (přibližně 2–3 sluneční hmoty ), i když neexistují žádné přímé důkazy o jeho existenci. V podivné hmotě se část dostupné energie projevuje jako podivné kvarky, těžší obdoba společného dolů kvark. Po vytvoření může být stabilní při nízkých energetických stavech, i když to není známo.

Quark – gluonová plazma je velmi vysokoteplotní fáze, ve které kvarky stát se svobodnými a schopnými se pohybovat samostatně, spíše než být neustále vázáni v částicích, v moři gluony, subatomární částice, které přenášejí silná síla který spojuje kvarky dohromady. To je analogické s uvolňováním elektronů z atomů v plazmě. Tento stav je krátce dosažitelný při srážkách těžkých iontů s extrémně vysokou energií urychlovače částic, a umožňuje vědcům sledovat vlastnosti jednotlivých kvarků, nejen teoretizovat. Plazma kvarku a gluonu byla objevena v CERN v roce 2000. Na rozdíl od plazmy, která proudí jako plyn, jsou interakce uvnitř QGP silné a proudí jako kapalina.

Při vysokých hustotách, ale relativně nízkých teplotách, se kvarky teoretizují za vzniku kvarkové kapaliny, jejíž povaha je v současné době neznámá. Vytváří to zřetelný barevná příchuť uzamčena (CFL) fáze při ještě vyšších hustotách. Tato fáze je supravodivý pro barevný náboj. Tyto fáze se mohou objevit v neutronové hvězdy ale jsou v současné době teoretické.

Kondenzát z barevného skla

Kondenzát z barevného skla je druh hmoty, o které se předpokládá, že existuje v atomových jádrech pohybujících se rychlostí světla. Podle Einsteinovy ​​teorie relativity se vysokoenergetické jádro jeví jako zkrácené nebo stlačené podél jeho směru pohybu. Výsledkem je, že se gluony uvnitř jádra zdají stacionárnímu pozorovateli jako „gluonická stěna“ pohybující se rychlostí světla. Je vidět, že při velmi vysokých energiích se hustota gluonů v této stěně značně zvyšuje. Na rozdíl od kvark-gluonové plazmy produkované při srážce těchto stěn popisuje kondenzát barevného skla samotné stěny a je vnitřní vlastností částic, kterou lze pozorovat pouze za podmínek s vysokou energií, jako jsou podmínky na RHIC a případně na Velký hadronový urychlovač.

Stavy velmi vysoké energie

Různé teorie předpovídají nové stavy hmoty při velmi vysokých energiích. Neznámý stát vytvořil asymetrie baryonu ve vesmíru, ale málo se o něm ví. v teorie strun, a Hagedornova teplota je předpovídán pro superstruny asi na 10³⁰ K, kde se hojně vyrábějí superstruny. V Planckova teplota (10³² K) se gravitace stává významnou silou mezi jednotlivými částicemi. Žádná současná teorie nedokáže tyto stavy popsat a nelze je vytvořit žádným předvídatelným experimentem. Tyto státy jsou však důležité v kosmologie protože vesmír mohl projít těmito stavy v Velký třesk.

The gravitační singularita předpovídal obecná relativita existovat ve středu a Černá díra je ne fáze hmoty; není to vůbec hmotný objekt (ačkoli k jeho vytvoření přispěla hmotná energie hmoty), ale spíše vlastnost vesmírný čas. Protože se tam časoprostor rozpadá, neměla by se singularita považovat za lokalizovanou strukturu, ale za globální topologický rys časoprostoru.^[14] Bylo argumentováno, že elementární částice v zásadě nejsou materiální, ale jsou to lokalizované vlastnosti časoprostoru.^[15]. V kvantové gravitaci mohou singularity ve skutečnosti označit přechody do nové fáze hmoty.^[16]

Další navrhované státy

Supersolid

Supersolid je prostorově uspořádaný materiál (tj. Pevná látka nebo krystal) se superfluidními vlastnostmi. Podobně jako supertekutina je supersolid schopen se pohybovat bez tření, ale zachovává si tuhý tvar. Ačkoli supersolid je pevná látka, vykazuje tolik charakteristických vlastností odlišných od jiných pevných látek, že mnozí tvrdí, že jde o jiný stav hmoty.^[17]

Kapalina ze síťoviny

V kapalině se síťovým řetězcem mají atomy zjevně nestabilní uspořádání, jako kapalina, ale jsou stále konzistentní v celkovém vzoru jako pevná látka. V normálním pevném stavu se atomy hmoty srovnávají do mřížkového vzoru, takže rotace libovolného elektronu je opakem rotace všech elektronů, které se ho dotýkají. Ale v kapalině se sítí jsou atomy uspořádány do nějakého vzoru, který vyžaduje, aby některé elektrony měly sousedy se stejnou rotací. To vede ke zvláštním vlastnostem a podporuje některé neobvyklé návrhy týkající se základních podmínek samotného vesmíru.

Superglass

Superglass je fáze hmoty charakterizovaná současně nadbytečnost a zmrzlá amorfní struktura.

Viz také

• Skryté stavy hmoty
• Klasický prvek
• Fyzika kondenzovaných látek
• Chladicí křivka
• Fáze (hmota)
• Přechlazení
• Přehřátí

Fázové přechody hmoty ()

		Na
		Pevný	Tekutý	Plyn	Plazma
Z	Pevný		Tání	Sublimace
	Tekutý	Zmrazení		Vypařování
	Plyn	Depozice	Kondenzace		Ionizace
	Plazma			Rekombinace

Poznámky a odkazy

externí odkazy

• 22. 6. 2005, Zprávy MIT: Fyzici MIT vytvářejí novou formu hmoty Citat: „... Stali se prvními, kdo vytvořili nový typ hmoty, plyn atomů, který vykazuje vysokoteplotní tekutost.“
• 10. 10. 2003, Science Daily: Metalická fáze pro Bosony naznačuje nový stav hmoty
• 2004-01-15, ScienceDaily: Pravděpodobný objev nové, supersolidní fáze hmoty Citat: „... Zjevně jsme poprvé pozorovali tuhý materiál s vlastnostmi supertekutiny ... ale protože všechny jeho částice jsou ve shodném kvantovém stavu, zůstává pevnou látkou, i když její částice jsou neustále plynoucí ... "
• 2004-01-29, ScienceDaily: NIST / University of Colorado Vědci vytvářejí novou formu hmoty: fermionový kondenzát
• Krátká videa demonstrující stavy hmoty, pevné látky, kapaliny a plyny od prof. J. M. Murrella, University of Sussex