固体、液体、気体…これらは私たちがよく知っている物質の状態ですが、物質の状態を作るものは何ですか?そして、問題の他の状態はありますか?
人々は最初にそれらを区別したので、物質の状態は、物質がどのように振る舞うかによって大まかに定義されました。そのため、固体は一定の形状(および体積)、液体は一定の体積(ただし、形状が変化して、コンテナがあったコンテナにフィットしました)、ガスが膨張してコンテナを満たしました。物質が原子(および分子)で構成されていることに気づくと、物質の状態は分子(または要素内の原子)の振る舞いによって区別されました。固体では、それらは近くにあり、固定配置(例:結晶)、近くにあるが配置が固定されていない液体中、および近くにない気体(したがって特別な配置なし)。
しかし、プラズマはどうですか?ガスのようなもの–それが入っているコンテナーを満たすとガスになります–しかし、そうではありません(イオンと電子は、分子(または原子)が固体、液体、またはガスで行う場合とは、プラズマで完全に異なる方法で相互作用します)。したがって、プラズマは物質の4番目の状態です。
科学者が問題をより注意深く研究したため、事態は少し複雑になりました。
たとえば、特定の温度(および圧力)(臨界温度(臨界圧力)と呼ばれます)を超える、強いが透明な容器で水を加熱すると、液体と気体の状態が1つになり、水は超臨界流体(おそらく化学の授業で、おそらく水ではないかもしれませんが、これが実証されているのを見たことがあるでしょう。
次に、結晶(結晶状態)とガラス(ガラス状態)には違いがあります。どちらも非常に固体のように見えますが、ガラス内の分子の配置は、結晶内の分子の配置よりも液体内の分子の配置に似ています。ガラスは、十分に長い時間放置すると、液体のように流れることができます。
「第5の状態」はありますか?はい! Bose-Einstein凝縮(BEC)…構成原子がすべて(またはほとんど)可能な限り低い量子状態にあることを除いて、ガスのようです…したがって、BECは他の物質の状態(量子行動が巨視的になる)。
天体物理学では、エキゾチックな物質の状態がかなりあります。たとえば、白色矮星では、電子縮退圧によって物質がさらに(重力)崩壊するのを防ぎます。中性子星でも同じようなことが起こりますが、中性子縮退圧(クォーク縮退圧によってさらに極端な状態になることもあります!)通常のプラズマに対応するものもあります。クォークグルオンプラズマです(水素で作られた通常のプラズマでは、原子は電子と陽子に分解されます。クォークグルオンプラズマでは、陽子と中性子が構成するクォークとグルオンに「溶け込み」ます)。
関連するSpace Magazineの記事はありますか?承知しました!例:中性子星を忘れ、クォーク星は宇宙で最も密度の高い物体、シュヴァルツシルト半径、次世代マグネトプラズマロケットは宇宙ステーションでテストできます。
エキゾチックなものを含め、問題の状態は、天文学のキャストで説明されているものです。たとえば、この質問ショー。
出典:
ウィキペディア
パデュー大学
ニューヨーク大学
ウィキペディア:ボーズ・アインシュタイン凝縮