Φάσεις της ύλης και τα χαρακτηριστικά τους;
- στερεά:
Χαρακτηριστικά:
α) Καθορισμένο σχήμα και όγκος.
β) Ισοοπαθείς διαμοριακές δυνάμεις (ηλεκτροστατικοί, ομοιοπολικοί, μεταλλικοί δεσμοί) συγκρατούν σωματίδια μαζί.
γ) Τα σωματίδια (ιόντα, άτομα ή μόρια) είναι σφιχτά συσκευασμένα και πυκνά διατεταγμένα με ελάχιστη κινητική ενέργεια.
δ) Αδημοσίεση.
ε) Περιορισμένη μοριακή κίνηση.
στ) υψηλά σημεία τήξης και σημεία βρασμού.
Παραδείγματα:πάγος, επιτραπέζιο αλάτι, ξύλο, μέταλλα.
- υγρά:
Χαρακτηριστικά:
α) Καθορισμένος όγκος αλλά χωρίς οριστικό σχήμα (παίρνει το σχήμα του δοχείου).
β) ισχυρότερες διαμοριακές δυνάμεις από ό, τι στα αέρια αλλά πιο αδύναμα από ό, τι στα στερεά.
γ) Τα σωματίδια βρίσκονται σε κοντινή απόσταση, αλλά όχι τόσο σφιχτά συσκευασμένα όσο στα στερεά.
δ) Σημαντική μοριακή κίνηση:Ροή σωματιδίων και ολίσθηση μεταξύ τους.
ε) γενικά ασυμπίεστο.
στ) Εμφανίζεται η επιφανειακή τάση και η τριχοειδής δράση.
Παραδείγματα:νερό, λάδι, γάλα, μέλι.
- αέρια:
Χαρακτηριστικά:
α) Δεν υπάρχει καθορισμένο σχήμα ή όγκος (καταλαμβάνουν ολόκληρο τον όγκο του δοχείου τους).
β) πολύ αδύναμες ενδομοριακές δυνάμεις (αμελητέες εκτός από ειδικές περιπτώσεις).
γ) Τα σωματίδια (άτομα ή μόρια) είναι ελεύθερα να κινούνται γρήγορα με υψηλή κινητική ενέργεια.
δ) Μεγάλος διαχωρισμός μεταξύ σωματιδίων.
ε) εξαιρετικά χαμηλές πυκνότητες και συμπιεστές.
στ) Τα αέρια διαχέονται, επεκτείνονται και συμβάλλουν εύκολα.
Παραδείγματα:αέρας, ήλιο, άζωτο, οξυγόνο.
- πλάσμα:
Χαρακτηριστικά:
α) Συχνά αναφέρεται ως η τέταρτη κατάσταση της ύλης.
β) Εμφανίζεται σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες (που βρίσκονται σε αστέρια, αντιδραστήρες σύντηξης) ή σε περιοχές χαμηλής θερμοκρασίας που εκτίθενται σε συγκεκριμένες ενέργειες.
Γ) Τα ηλεκτρόνια απομακρύνονται από τα άτομα, σχηματίζοντας μια σούπα θετικά φορτισμένων ιόντων και αρνητικά φορτισμένα ελεύθερα ηλεκτρόνια.
δ) Τα φορτισμένα σωματίδια είναι εξαιρετικά ενεργητικά και ελεύθερα να κινούνται, δημιουργώντας ηλεκτρικά και μαγνητικά αποτελέσματα.
ε) μερικώς ή πλήρως ιονισμένο αέριο με υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα και αλληλεπιδράσεις μεγάλης εμβέλειας.
Παραδείγματα:αστέρια, ηλιακοί άνεμοι, σημάδια νέον, οθόνες οθόνης πλάσματος.
- Bose-Einstein Compensate (BEC):
Χαρακτηριστικά:
α) Κβαντική κατάσταση της ύλης που επιτυγχάνεται με την ψύξη ορισμένων υλικών σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες (κοντά στο απόλυτο μηδέν).
β) Τα άτομα συμπεριφέρονται σαν μία συνεκτική οντότητα, χάνοντας την ατομικότητά τους και καταλαμβάνουν την ίδια κβαντική κατάσταση.
γ) Τα κύματα της ύλης επικαλύπτονται, δημιουργώντας ένα υπερφυσικό χωρίς ιξώδες και μηδενική αντίσταση στη ροή.
δ) παρουσιάζει μοναδικά φαινόμενα όπως παρεμβολές και μεταβάσεις φάσης.
ε) Βρίσκεται σε άτομα με υπερκεψίματα, όπως ρουμπίντιο και λίθιο.
Παραδείγματα:Ατομικά σύννεφα σε εργαστήρια για έρευνα και πειράματα.
- Fermionic Compensate:
Χαρακτηριστικά:
α) Παρόμοια με το συμπύκνωμα Bose-Einstein, αλλά σχηματίζονται από φερμιόνια (σωματίδια με ημι-ενσωματωμένες περιστροφές, οι οποίες ακολουθούν την αρχή αποκλεισμού Pauli).
β) Τα ζεύγη των αντίθετων στροφών (ζεύγη Cooper) σχηματίζουν μια δεσμευμένη κατάσταση και χάνουν την ατομική ταυτότητά τους.
γ) Εμφανίζεται σε ορισμένα συστήματα συμπυκνωμένης ύλης και έχει εφαρμογές σε υπεραγωγιμότητα και υπερπλασία.
δ) παρουσιάζει μη συμβατικές ιδιότητες όπως μηχανισμούς αντισυμβατικών αντιστοίχισης, στροβιλισμένες σε συστήματα συμπυκνωμένης ύλης και τοπολογικές φάσεις της ύλης.
Παραδείγματα:υπεραγωγοί και υπερφυσίδες φερμιονικών ατόμων ή μορίων.
- Πλάκα Quark-Gluon (QGP):
Χαρακτηριστικά:
α) κατάσταση ύλης που πιστεύεται ότι υπήρχε κατά τη διάρκεια του πρώτου σύμπαντος, μικροδευτερόλεπτα μετά το Big Bang.
β) που σχηματίζεται όταν η πυρηνική ύλη υποβάλλεται σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες ή πυκνότητες (εμφανίζεται σε επιταχυντές σωματιδίων ή συγκρούσεις βαρέων ιόντων υψηλής ενέργειας).
γ) Κουάρκοι (υποατομικά σωματίδια που αποτελούν πρωτόνια και νετρόνια) και τα γλοία (σωματίδια που μεσολαβούν στην ισχυρή πυρηνική δύναμη) δεν περιορίζονται πλέον μέσα σε αδρόνους αλλά υπάρχουν ελεύθερα.
δ) Αποκλεισμός και σχηματισμός μιας "σούπας" κουάρκς και γλοίων δημιουργούν μια κατάσταση υψηλής ενέργειας, πυκνής και υγρού.
Παραδείγματα:Το QGP μελετάται σε πειράματα φυσικής υψηλής ενέργειας για να κατανοήσει το πρώιμο σύμπαν και τις θεμελιώδεις ιδιότητες των ισχυρών πυρηνικών αλληλεπιδράσεων.
