حالتهای ماده: اشکال غیر از جامد ، مایع و گاز غیرقابل تصور هستند

از کریستالهای زمان گرفته تا ابر جامد ، ما همچنان انواع جدیدی از مواد غیر معمول را کشف می کنیم – در حال حاضر چالش اصلی این است که بتوانیم آنچه را که در ادامه خواهیم یافت پیش بینی کنیم.

توسط جان کارترایت

به نظر می رسد اصول فیزیک بر روی سنگ تراشیده شده است. سرعت نور ثابت است. چهار نیروی اساسی وجود دارد. از نظر تئوری ، چنین قوانینی قابل تجدید نظر است. اما بهتر است مدعیان جدید با اسکنه و چکش بسیار بزرگ همراه شوند.

شما را ببخشند که فکر می کنید این اطمینان در مورد موضوعاتی اساسی مانند حالت های مختلف ماده نیز صدق می کند. همانطور که در مدرسه آموختیم ، سه مورد وجود دارد: جامد ، مایع ، گاز. درست؟

در واقع ، این تنها آغاز است. ما اکنون انواع حالت های عجیب و غریب را می شناسیم ، از ابررساناها گرفته تا خازن های بوز-اینشتین ، مایعات کوانتومی اسپین تا عایق های توپولوژیکی. تعداد واقعی به اندازه نام آنها گیج کننده است. به طرز عجیبی ، هیچ کس نمی تواند لیست قطعی را به شما ارائه دهد: چهار مورد از آنها یا شاید هزاران نفر وجود دارد.

طبقه بندی این آشفتگی فقط به منظور ارضای کنجکاوی ما نیست. اگر بتوانیم دقیقاً مشخص کنیم که حالت ماده چیست ، بهتر می توانیم حالت های جدید را پیش بینی و کشف کنیم. این امر نه تنها مزایای تکنولوژیکی بزرگی خواهد داشت ، بلکه می تواند راههای جدیدی را برای کشف ماهیت واقعیت به ما ارائه دهد.

این قدرت پیش بینی برای نحوه عملکرد فیزیک بسیار اساسی است: ما وجود بوزون هیگز را پیش بینی کرده ایم و برای پیدا کردن آن برخورد کننده ذرات را ساخته ایم. اما از نظر وضعیت ماده ، دقت و پیش بینی از ما فرار کرده است – تا کنون ، به لطف کشف اخیر یک دسته کاملاً جدید از ماده.

قوانینی که ما در مدرسه برای تعریف حالات ماده ، بر اساس پیچیده تر از شکل می آموزیم ، به اندازه کافی ساده به نظر می رسند. جامد دارای شکل ثابت است. …