10个不同寻常的国家的问题

大多数人可以很容易地叫经典三国的物质:固体、液态和气态的。 那些人知道一个小小的科学,加入到这三个等离子体。

但随着时间的推移,科学家已经扩大了清单的可能的国家的问题超出了四个。 在这个过程中,我们学到了很多关于宇宙大爆炸,光剑和秘密状态的问题,潜在的谦卑的鸡。

非晶态和固体

非晶形的固体是一个相当有趣的小组的众所周知的固体状态。 在一个正常的固态物体,该分子是良好的组织并不真正具有空间移动。 它提供了一种固体物质的高粘度,这是一个衡量性流动。 液体,另一方面是杂乱无章的分子结构,该结构允许他们运行,流,改变形状和形式的船只在它们的位置。 非晶形的固体之间的某个地方这两个国家。 在处理的玻璃化的液体冷却和粘度增加,直到那一刻,当该物质不是流动的液体,但它的分子仍然无序和不要采用一个晶体结构像普通的固体。

最常见的例子晶体是玻璃。 几千年来人们已经制造玻璃从硅石。 当二氧化硅玻璃冷却从液体状态,它是实际上没凝固,当它降下熔点。 当温度下降,粘度增加,物质似乎是困难的。 然而,它的分子仍然无序。 然后玻璃变得无定形和坚实的同时。 这种转变已经允许工匠的创造美丽的超现实主义和玻璃结构。

什么是功能上的区别之间的无定形的固体和定期的固体吗? 在日常生活中,它不是特别明显。 玻璃似乎完全固,直到你检查它在分子水平。 和神话,玻璃流随着时间的推移,不值得一分钱。 大多数情况下这个神话是加强参数的老玻璃在教堂似乎是厚底,但是这是由于不完善的玻璃吹制过程的时间建立这些眼镜。 但是,要研究的固定形象的玻璃有趣的是从科学的角度来看为研究阶段的过渡和分子结构。

超临界流体(液体)
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大多阶段的过渡出现在一定的温度和压力。 这是众所周知的,温度的升高最终会变成液体的成气体。 然而,当压力的增加温液体的跳跃到超临界流体,有的属性的气体和液体。 例如,超临界流体可以穿透过固体样的气体,但也可以作为一种溶剂,作为液体。 有趣的是,超临界液体可以作出更多类似的气体或液体,根据组合的温度和压力。 这使科学家可以找到很多采用超临界液体。

虽然超临界流体不是作为常见,因为无定形的固体,你可能与他们进行互动,往往只有玻璃。 超临界二氧化碳像酿酒公司对其采取行动的能力作为一种溶剂中的相互作用的啤酒花和咖啡壶的公司用它来生产最佳的咖啡没有咖啡因。 超临界流体也可用于更有效地解到发电厂和工作在更高的温度。 在一般情况下,则可能使用该产品的超临界流体的每一天。

一个堕落的天然气

虽然无定形的固体至少满足对地球退化问题是发现,只有在某些类型的星星。 一个堕落的天然气存在,当外部压力的物质判定不是通过温度,作为地球上的和复杂的量子原则,特别是泡利的原则。 因此外部压力,以简将持续存在,即使温度降低到绝对零度。 主要有两种类型的退化:电子退化和中子-退化问题。

电子-退化问题存在主要是在白色相形见绌。 它形成核心的星当质量的问题围绕着核试图缩小核心电子能量最低的国家。 然而,根据泡利的原则,两个完全相同的粒子不能在相同的能量状态。 因此,颗粒被"推"的东西,围绕原子核,建立压力。 这仅仅是可能的,如果质量的星小于1.44次大规模的太阳。 当一个星超过这个限制(称为钱德拉塞卡限制),它就崩溃成为一个中子星,或一个黑洞。

当一个星崩塌而成为一个中子星,这是没有更多的电子简,它是由中子-退化问题。 由于中子星是沉重的,对电子合并与质子在其核,形成中子。 免费的中子(子不能在原子核的)有一半生活的10.3分钟。 但在核心的中子星的质量的星允许的中子之外存在核,形成一个中子-退化问题。

其他异形式的退化问题也存在,包括奇怪的事情中可能存在珍稀形式的星星—夸克星。 夸克星的一个阶段之间的一个中子星和黑洞,那里的夸克的核不附带条件和形式汤免费夸克。 我们尚未观察到此种类型的明星,但物理学家承认他们的存在。

超流
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回到地球讨论超流液体。 超流是一个国家的问题,存在某些同位素的氦锂和铷的冷却几乎绝对零度。 这种状态下的类似凝玻色—爱因斯坦(玻色-爱因斯坦凝聚,选委会),一些差异。 一些BEC超流,并超流体状态下,一些回来了但不是所有的人都是相同的。

液氦是着名的超流的。 当氦气冷却要点"lambda"-270度摄氏度液体变得超流的。 如果冷却的一大部分物质的某一点,之间的吸引力原子超过热振动在实质内容,使他们能够形成一个坚固的结构。 但是氦的原子进行互动,使弱,他们可以保持液体的温度下,几乎绝对零度。 因此,在此温度下述特点的个别原子重叠,给予上升到奇怪的性质超流的。

超流体物质有没有内部粘度。 的超流的一个物质放在试管中,开始爬起来,两侧的管,似乎打破法律的严重性和表面张力。 液氦容易泄漏的,因为它可以滑甚至通过显微镜的孔。 超流还拥有一个奇怪的热力学性能。 在这种状态的事项有零热力学熵和无限的热传导性。 这意味着两个超流体物质不可能是热的不同。 如果你加上超级流体物质的热量,它将举行如此之快,是形成一个热浪,不是典型的普通液体。

凝玻色—爱因斯坦
凝结水的玻色—爱因斯坦也许是最有名的一个奇怪的形式的问题。 第一,我们需要了解什么是色子和费米子. 一个费米子是颗粒有一半的整数旋(例如电子)或复合颗粒(像一个质子的)。 这些粒子的服从泡利的原则,其中允许存在的电子退化问题。 玻色,但是,有一个完整的整旋,和一个量子状态可以跨越多个色子。 色子包括任何颗粒进行部队(如光子),以及一些原子中,包括氦-4和其他气体。 项目在这一类被称为bosonic原子。

在1920年的独立实体的阿尔伯特*爱因斯坦了作为工作基础的印度理Satyendra*纳特*博施提供了一个新的形式的问题。 原来的爱因斯坦的理论奠定的事实,如果你很酷的某些基本的气体的温度在一小部分程度上绝对零度,他们波函数会合并,创造一个"swashata的"。 该物质将表现出的量子效应在宏观一级。 但是,只有在1990年代出现的技术需要冷却因素这样的温度。 在1995年,科学家埃里克*康奈尔大学和卡尔*威曼是能够结合2000年的原子凝玻色—爱因斯坦,这是足够大,可以看出用显微镜。

缩玻色-爱因斯坦密切相关的超流体物质,但也有自己的一套独特的性质。 这很有趣,后可以慢下来一般的速度的光。 1998年,哈佛大学的科学家Lene后是能够减缓光60公里每小时,通过激光通过的样品雪茄形状的选委会 在以后的实验小组如何设法彻底停止光在回,关闭的激光光时通过的样品。 这些实验开辟了新领域通讯基础上的光量子计算。

金属Jahn—Teller

金属Jahn—teller是最新的儿童在世界各国的问题,因为科学家们能够成功地创造他们的第一次只是在2015年。 如果试验证实了其他实验室,这些金属可以改变世界,因为它们所具有的性质作为绝缘体,超导体。

科学家领导的化学家科斯莫斯Prassides尝试通过引入铷的分子结构的碳60的(在共同的人称为富勒烯)导致的事实,即富勒烯正在采取新的形式。 这种金属是为纪念Jahn出效应,其中描述了压力如何可以改变几何形状的分子在新的电子配置。 在化学、压力不仅是由于压缩的东西,但是通过添加新的原子或分子在预先存在的结构,改变其基本特性。

当研究小组的Prassides开始加入的铷的分子的碳-60、碳分子改变了从绝对半导体。 然而,由于效果的Jahn—teller分子试图留在古老的配置,这创造了一种物质,是试图将医务室,但有电特性的超导体。 过渡之间的绝缘体,超导体都从来没有考虑到直到我开始这些实验。

感兴趣的金属Jahn出的事实,他们成为超导体在较高的温度(-135度摄氏度,而不是当243,2度,作为通常的)。 这给他们带来的可接受的水平对于大量生产和试验。 如果检查出来,也许我们就可以一步步接近于创造超导体工作室的温度,这反过来将彻底改变许多领域我们的生活。

光子物质

几十年来,有人认为,光子是无质量的粒子不行互动。 尽管如此,在过去的几年中,科学家在麻省理工学院和哈佛大学已发现的新方式"赋予"光量,甚至可以创建"分子的光线",这反弹互连接在一起。 有些人认为这是第一步朝着建立的光剑。

科学的光子事一点更加困难,而是要理解它。 科学家们开始创造光子的事在试验的过冷铷气体。 时光子扫气,反映并与铷的分子,失去了能量并减缓下来。 最后,光子叶片云是非常缓慢。

奇怪的事情开始发生的时候你错过了两个光子通过的气体引起的现象称为德堡的封锁。 当原子激光子,附近的原子能不能激发到同一程度。 兴奋的原子是道路上的光子。 到附近的一个原子能够激发通过第二光子,第一个光子必须通过气。 光子通常不会互相交流,但会议与德堡的封锁,他们推动互通气,交流能源和相互交流。 从外面看来,光子有质量和他们作为一个单一的分子,但是事实上的无质量上。 时光子出来的气体,他们似乎是混在一起,像分子的光。

实用的应用程序的光子问题仍然是一个问题,但它肯定会被发现。 也许甚至一个光剑。

无序sverhdorogoy

试图确定,如果该物质是在新的条件下,科学家看的结构问题及其性质。 在2003年,萨尔瓦多托尔和弗兰克Stillinger的普林斯顿大学已经提出了一个新的国家的问题称为混乱的sverhdorogoy的。 虽然这一短语似乎是一个矛盾,在其核心,它涉及到一个新的类型的物质,似乎无序的,应更仔细的检查,但sverhodarennym和结构化远道而来。 物质应具有的特性的一个晶体和液体。 乍一看,这已经是在等离子体和液氢,但最近的科学家已经发现了一个自然的例子里,没有人期待它:在鸡眼睛。

在鸡有五锥在视网膜。 找到四种颜色和一个负责水平的光。 然而,不同人的眼睛,或一个六角形的眼睛的昆虫,这些锥体是分散的,随机的,没有真正的秩序。 发生这种情况的原因是:锥体在一个鸡眼有隔离区周围,并且他们不允许两个锥体类型相同。 因为排除区的形状和锥他们无法形成一个有序的结晶结构(在固体),但是,当所有锥体被认为是作为一个整体,它的出现,他们有一个高度有序的模式,正如在下面的图像普林斯顿大学。 因此,我们可以描述这些锥在视网膜的鸡一样的眼睛的液体经仔细审查,并作为固体物质的当从远道而来的。 这不同于无定形的固体,这是我们上面所讨论的,sverhdorogie因为这种材料将作为液体,和晶体—没有。





科学家们仍在探索这个新国家的问题,因为它,除其他事项外,可以更易于被认为原本。 现在,科学家们在普林斯顿大学正在努力适应sverhdorogie这类材料创建自组织结构和探测器的反应,光有一定的波长。

串的网络

什么状态的事是真空的空间吗? 大多数人不认为有关,但在过去的十年里,小伙-文从马萨诸塞技术学院和迈克尔*莱哈佛大学提出一个新的国家的问题,这可能导致我们发现的基本粒子后,电子。

的方式来开发的模型,一串净的液体开始在90年代中期,当时一群科学家们提出了所谓的准粒子,这似乎已经出现在实验中,当子之间通过两个半导体。 出现了一个搅拌,因为准粒子担任,如果他们有充分似乎不可能对物理学的时候。 研究人员分析的数据和建议的电子是一个基本粒子的宇宙,而且没有基本粒子,这是我们尚未发现。 这项工作带来了他的诺贝尔奖,但后来出现了,他们的工作成果蹑手蹑脚的错误的实验。 在准粒子忘了。

但不是所有的。 文和Levin了这一想法的准颗粒和提出一个新的国家的问题,串网络。 主要的功能,这种状态是量子纠缠。 作为在这种情况下的无序sverhdorogoy,如果你近距离看看串-net事项,它相似一个无序设置的电子。 但如果你看它作为一个整体结构中,你会看到的高的排序由于量子纠结的性子. 文和Levin然后扩大了其工作,以复盖其他粒子和属性的纠缠。

后一个计算机模型为一个新的国家的问题,温和Levin发现,端串网可产生各种各样的亚原子粒子,包括传说中的"准粒子"的。 一个更大的惊喜是一个事实,即在震动的串网络物质它这样做在根据麦克斯韦的公式,负责光。 文和Levin的建议,空间满是串网络的纠缠的亚原子粒子,和结束的绳网络代表的亚原子粒子,我们观察。 他们还建议,一字符串净的液体可以确保存在的光。 如果真空的空间是充满一连串净的液体,它可以使我们能够团结起来光和问题。

所有这可能看起来很牵强,但在1972年(十年以前串网络的建议),地质学家发现,在智利的奇怪的材料—herbertsmithite的。 在这个矿物的电子形成的三角形的结构,这似乎违背我们所知道的一切有关的相互作用电子彼此。 此外,这种三角形的结构是预测的框架内串的网络模型,以及科学家工作的人工herbertsmithite准确地确认的模型。

该夸克胶等离子体
谈到最新的状态的物质在这一列出,考虑国家从这一切开始:夸克胶等离子体。 在早期宇宙的问题状况明显不同的经典。 第一,一点点的历史。

一夸克是一个基本粒子,我们发现里面强子(例如质子和中子的)。 强子包括三夸克或一个夸克和一个antiquark的。 夸克有分费用保持在一起的胶子,这是交换粒子的强核力的作用的。

我们看不到免费夸克的性质,而是立即在大爆炸之后分数内的免费夸克和胶子的存在。 在这段时间的温度宇宙是如此之高,夸克和胶子移动几乎在光的速度。 在此期间,宇宙中完全从这个炎热的夸克胶等离子体。 后另一部分的第二个宇宙有冷却不足以形成重粒子喜欢强子,夸克开始进行互动,并胶子. 从这一刻开始的形成已知的宇宙中,强子开始接触电子,创造一种原始的原子。

在现代的宇宙中,科学家们试图重建夸克胶等离子在大粒子加速器。 在这些实验的过程中重粒子喜欢强子相撞,彼此产生的温度夸克是分隔的时间很短。 在这些实验的过程中,我们学到了很多有关属性的夸克胶等离子,其中绝对没有摩擦和更像是一个液体比一个正规的等离子体。 实验带有异国情调状态的事让我们学习了很多关于如何和为什么我们的宇宙形成,因为我们知道这一点。出版

 

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资料来源:hi-news.ru

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