매우 높은 압력에서 특정 물질은 액체와 가스의 모든 차이를 잃어“초 임계”액체라는 이름을 얻습니다. "Jahn-Teller"금속에서, 고체 물질은 절연체의 모든 기본 품질을 가지고 있지만 고체 원자의 독특한 결정 형태로 인해 도체 역할을합니다.
중학교 과학 수업에 앉아있는 동안 우리는 중력, 광합성, 날씨 및 물론 물질의 상태 등 우리 주변의 자연 세계의 기초를 배웁니다.
지난 세기에 공립학교 시스템을 겪은 거의 모든 사람이 말할 것입니다. 고체, 액체 및 가스의 세 가지 기본 사항이 있습니다.
우리가 우리 주변의 세상을 볼 때,이 세 가지주는 가스 스토브의 냄새와 우리가 마시는 커피에서 몬순과 산에 이르기까지 우리가 보는 거의 모든 것을 정의 할 수 있습니다. 그러나 과학 교사들은 당신에게 진실을 말하지 않았습니다.…
두 가지 "다른"물질의 공통 상태
실제로 세 가지 지배적 인 물질 상태가 있지만, 그만큼 가치가있는 주목을받지 않는 다른 덜 일반적인 상태가 있습니다. 예를 들어 얼음 (고체), 물 (액체) 및 증기 (가스)의 세 가지 잘 알려진 상태로 물을 섭취합시다.
고체, 액체 및 가스 사이의 상태의 변동은 온도와 압력에 의존합니다. 물의 온도를 높이면 증발기로 증발합니다. 온도를 낮추거나 수증기의 압력을 증가 시키면 다시 물에 응축됩니다. 얼음의 온도를 높이면 액체가됩니다. 우리는 이러한 기본 원칙을 이해하지만 극단에서 어떻게 되는가?
이 세 가지 기본 물질 상태는 정상적인 압력과 온도 범위 내에서 발생하지만 가스를 극한 온도 (태양이나 번개에서 발견되는 것과 같은)로 가열하면 새로운 물질 상태가 달성됩니다 :플라즈마. 가스를 특정 수준으로 가열하면 핵에서 분리 할 수있는 전자를 자극하고 인근에있는 다른 핵과 상호 작용하기 시작할 수 있습니다. 네온 징후 내부의 가스는 혈장의 인기있는 예입니다.
혈장의 두 배, 두 배의 재미 (사진 크레디트 :ig0rzh / fotolia)
다른 극단에서는 물질의 온도를 충분히 낮추면 (켈빈에 가깝게, 절대 제로라고도 함) 해당 물질의 보손은 모두 동일한 양자 상태로 떨어져서 단일 파나 입자와 비슷합니다. 이것은 Bose-Einstein 응축수로 알려져 있습니다.
이제 우리는 최대 5 명이며 표면을 간신히 긁지 않았습니다. 혈장은 우리 주변 세계에서 자연적으로 발생하는 반면 Bose-Einstein 응축수는 신중하게 조작 된 실험실 조건이 필요하지만 무시되어야한다는 의미는 아닙니다!
낯선 물질 상태
지난 세기 정도 동안 원자 물리학, 입자 가속기, 양자 이론 및 끊임없이 개선하는 기술은 다른 많은 현대 저에너지 물질 상태를 밝혀 냈습니다. 우리는 superfluids를 발견했습니다 및 superSolids 매우 저온에서 마찰없이 흐르거나 움직일 수있는 극저온 액체 및 특정 고형물입니다. 우리는 또한 별의 중심에서 발견되는“퇴화 물질”을 식별했으며, 여기서 양성자와 전자가 중성자 코어에 결합하거나 다른 원자 사이에 전자를 공유 할 수있는 곳.
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매우 높은 압력에서 특정 물질은 액체와 가스의 모든 차이를 잃어“초 임계”액체라는 이름을 얻습니다. "Jahn-Teller"금속에서, 고체 물질은 절연체의 모든 기본 품질을 가지고 있지만 고체 원자의 독특한 결정 형태로 인해 도체 역할을합니다.
.고 에너지 물질 상태에 대해 논의 할 때, 가장 많이 이야기되는 형태는 쿼크-글루온 플라즈마 (Quark-Gluon Plasma)이며, 이는 우주의 4 가지 기본 세력이 실제로 한 번의 힘으로 결합되어 압력이 감소하고 분리 될 수있게되었을 때 빅뱅 이후 순간에 존재했던 물질의 상태입니다. QGP (Quark-Gluon Plasma)는 가스로 작동하는 것으로 이론화되었지만 최근의 입자 가속기 실험에서 QGP와 매우 유사한 것이 대신 "완벽한 액체"처럼 작동하는 것으로 만들어졌습니다.
지난 달에 연구원들은 마침내 거의 1 세기 전에 만든 이론을 탐구 할 조건을 만들 수있었습니다. 우리 태양계의 가장 큰 몸 (태양과 목성)의 핵심은 매우 높은 압력으로 만 존재할 수있는 독특한 형태의 수소로 구성되어 있다고 생각됩니다. 이“금속성”형태의 수소 형태는 지구의 대기압보다 약 3 백만 배 더 큰 압력이 필요하기 때문에 결코 관찰되지 않았습니다.
그러나 과학자들은 마침내 다이아몬드 사이의 수소 분자를 압박함으로써 고압 조건에 접근했습니다. 그들은 부분을 관찰하게되어 기뻤습니다 분자가 구성 원자로 분해되기 시작했고 전자가 금속에서와 같이 행동하기 시작한 원자 및 금속성 상태.
이러한 유형의 발전과 실험은 우리 우주의 물리적 측면을 조작하는 기술과 기술이 점점 더 달성 될 수 있기 때문에 곧 속도가 느려지지 않을 것입니다. 이론은 마침내 결과로 나타나고 있으며, 이로 인해 연구는 이상한 조건의 조합으로 더욱 연구를 이끌어냅니다.
모든 새로운 물질 상태에 대한 자세한 설명은이 기사의 범위를 벗어나지 만, 현재 (그리고 이것은 언제든지 변경 될 수 있음)에 충분하지만, 4 개의 고전적인 물질 (고체, 액체, 가스 및 자연적으로 발생하는 혈장)과 관찰되어야하는 수십 개의 비 해임 상태가 있습니다.
.가장 중요하지 않은 양자 규모에서 성간 가스 거인의 거대한 코어에 이르기까지, 많은 물질 상태는 우리가 삶, 우주 및 모든 것을 이해하는 데 도움이 될 수있는 자연 세계의 다양하고 기괴하며 매혹적인 측면입니다. .
