โดย Mary Bagley , สก็อตต์ ดัทฟิลด์ เผยแพร่เมื่อ 13 ธันวาคม 2021
มีสี่สภาพธรรมชาติของสสารและหนึ่งที่มนุษย์สร้างขึ้นสล็อตเว็บตรง แตกง่าย ของแข็งของเหลวและก๊าซ แต่ละห้าสถานะของสสารรวมกันทําขึ้น “สิ่ง” ทั้งหมดที่อยู่ในจักรวาล – – ทุกอย่างที่ใช้พื้นที่และมีมวลเป็นเรื่องสสาร
สสารทั้งหมดประกอบด้วยอะตอมซึ่งประกอบด้วยโปรตอนนิวตรอนและอิเล็กตรอน
อะตอมมารวมกันเพื่อสร้างโมเลกุลซึ่งเป็นบล็อกอาคารสําหรับสสารทุกประเภทตาม มหาวิทยาลัยรัฐ
วอชิงตัน (เปิดในแท็บใหม่). ทั้งอะตอมและโมเลกุลถูกจัดขึ้นร่วมกันโดยรูปแบบของพลังงานศักย์ที่เรียกว่าพลังงานเคมี ซึ่งแตกต่างจากพลังงานจลน์ซึ่งเป็นพลังงานของวัตถุในการเคลื่อนไหวพลังงานศักย์คือพลังงานที่เก็บไว้ในวัตถุ ที่เกี่ยวข้อง: มีกี่อะตอมในจักรวาลที่สังเกตได้?มีสี่สถานะตามธรรมชาติของสสาร: ของแข็งของเหลวก๊าซและพลาสมา รัฐที่ห้าคือคอนเดนเสท Bose-Einstein ที่มนุษย์สร้างขึ้นของแข็งของเหลวและก๊าซ ในของแข็งอนุภาคจะถูกบรรจุอย่างแน่นหนาเข้าด้วยกันเพื่อให้พวกเขาไม่ย้ายมาก อิเล็กตรอนของแต่ละอะตอมมีการเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่องดังนั้นอะตอมจึงมีการสั่นสะเทือนเล็กน้อย แต่จะได้รับการแก้ไขในตําแหน่งของพวกเขา ด้วยเหตุนี้อนุภาคในของแข็งจึงมีพลังงานจลน์ต่ํามากของแข็งมีรูปร่างที่แน่นอนเช่นเดียวกับมวลและปริมาตรและไม่สอดคล้องกับรูปร่างของภาชนะที่วางไว้ ของแข็งยังมีความหนาแน่นสูงซึ่งหมายความว่าอนุภาคจะถูกบรรจุเข้าด้วยกันอย่างแน่นหนา
ในของเหลวอนุภาคจะถูกบรรจุอย่างหลวม ๆ มากกว่าในของแข็งและสามารถไหลไปรอบ ๆ กันทําให้ของเหลวมีรูปร่างไม่มีกําหนด ดังนั้นของเหลวจะสอดคล้องกับรูปร่างของภาชนะบรรจุ
เช่นเดียวกับของแข็งของเหลว (ซึ่งส่วนใหญ่มีความหนาแน่นต่ํากว่าของแข็ง) นั้นยากที่จะบีบอัดอย่างไม่น่าเชื่อ
ในก๊าซอนุภาคมีพื้นที่มากระหว่างพวกเขาและมีพลังงานจลน์สูง ก๊าซไม่มีรูปร่างหรือปริมาตรที่แน่นอน หากไม่ได้กําหนดอนุภาคของก๊าซจะกระจายออกไปอย่างไม่มีกําหนด หากถูก จํากัด ก๊าซจะขยายตัวเพื่อเติมภาชนะบรรจุ เมื่อก๊าซถูกวางภายใต้ความกดดันโดยการลดปริมาตรของภาชนะบรรจุช่องว่างระหว่างอนุภาคจะลดลงและก๊าซจะถูกบีบอัด A diagram of molecules in solid, gas and liquid
ภาพประกอบของการจัดเรียงโมเลกุลในของแข็งของเหลวและก๊าซ (เครดิตภาพ: เก็ตตี้อิมเมจ)
พลาสมาพลาสมาไม่ได้เป็นสถานะทั่วไปของสสารที่นี่บนโลก แต่มันอาจจะเป็นสถานะที่พบมากที่สุดของสสารในจักรวาลตาม ห้องปฏิบัติการเจฟเฟอร์สัน (เปิดในแท็บใหม่). ดาวเป็นลูกร้อนของพลาสมาเป็นหลัก พลาสมาประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุสูงและมีพลังงานจลน์สูงมาก ก๊าซชั้นสูง (ฮีเลียมนีออนอาร์กอนคริปตันซีนอนและเรดอน) มักใช้ทําสัญญาณเรืองแสงโดยใช้ไฟฟ้าเพื่อไอออนไปยังสถานะพลาสมา
ที่เกี่ยวข้อง: สสารมืดคืออะไร?
โบส-ไอน์สไตน์ คอนเดนเสท คอนเดนเสท Bose-Einstein (BEC) ถูกสร้างขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์ในปี 1995 การใช้เลเซอร์และแม่เหล็กร่วมกัน Eric Cornell และ Carl Weiman นักวิทยาศาสตร์ที่สถาบันร่วมเพื่อดาราศาสตร์ห้องปฏิบัติการ (JILA) ในโบลเดอร์โคโลราโดทําให้ตัวอย่างของรูบิเดียมเย็นลงภายในไม่กี่องศาของศูนย์สัมบูรณ์ตามที่ Live Science ได้รายงานไว้ก่อนหน้านี้ ที่อุณหภูมิต่ํามากนี้การเคลื่อนไหวของโมเลกุลใกล้จะหยุดลงมาก เนื่องจากแทบจะไม่มีพลังงานจลน์ถูกถ่ายโอนจากอะตอมหนึ่งไปยังอีกอะตอมหนึ่งอะตอมจึงเริ่มจับตัวเป็นก้อนด้วยกัน ไม่มีอะตอมแยกกันเป็นพันๆ อะตอม แล้ว มีเพียง “ซูเปอร์อะตอม” เพียงอะตอมเดียว
BEC ใช้ในการศึกษากลศาสตร์ควอนตัมในระดับกล้องจุลทรรศน์ แสงดูเหมือนจะช้าลงเมื่อมันผ่าน BEC ทําให้นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาความขัดแย้งของอนุภาค / คลื่นได้ BEC ยังมีคุณสมบัติหลายอย่างของ superfluid หรือของเหลวที่ไหลโดยไม่มีแรงเสียดทาน BECs ยังใช้เพื่อจําลองเงื่อนไขที่อาจมีอยู่ในหลุมดํารัฐใหม่ของสสาร
การวิจัยแสดงให้เห็นว่าอาจมีสถานะอื่น ๆ ของสสารที่ต้องการการสํารวจเพิ่มเติม ตัวอย่างเช่นในเดือนมกราคม 2021 การวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร PNAS เปิดเผยว่าในระหว่างการเปลี่ยนแปลงระหว่างสถานะของของเหลวและของแข็งแก้วจะกลายเป็นสถานะใหม่ของสสารที่เรียกว่าแก้วเหลวแผนภาพของตําแหน่งและการวางแนวของอนุภาควงรีในกลุ่มของแก้วเหลว (เครดิตภาพ: กลุ่มวิจัยของศาสตราจารย์ Andreas Zumbusch และศาสตราจารย์ Matthias Fuchs)ในระดับกล้องจุลทรรศน์แก้วเหลวอยู่ระหว่างของแข็งและสารคล้ายเจลที่เรียกว่าคอลลอยด์ซึ่งเป็นส่วนผสมของอนุภาคที่มีขนาดใหญ่กว่าอะตอมหรือโมเลกุลเดียว เมื่อสารเปลี่ยนจากของเหลวเป็นของแข็งโมเลกุลจะถูกจัดเรียงในโครงสร้างผลึก – สําหรับแก้วสิ่งนี้จะไม่เกิดขึ้นและอนุภาคจะถูกแช่แข็งในสถานที่ก่อนที่จะเกิดการตกผลึก อนุภาคในแก้วเหลว – อย่างไรก็ตาม – มีความยืดหยุ่นมากกว่าแก้วแข็ง แต่ไม่สามารถหมุนได้ตามที่นักวิจัย ”การทดลองของเราให้หลักฐานชนิดหนึ่งสําหรับการทํางานร่วมกันระหว่างความผันผวนที่สําคัญและการจับกุมแก้วที่ชุมชนสล็อตเว็บตรง แตกง่าย
