بعد الحالات الكلاسيكية للمادة، ما هي الحالات الحديثة للمادة؟
Context:البلازما: جسيمات شحنة حرة، عادةً ما تكون في أعداد متساوية، مثل الأيونات والإلكترونات. على عكس الغازات، يمكن للبلازما أن تولد مجالات مغناطيسية وتدفقات كهربائية وتستجيب بقوة وجماعية للقوى الكهرومغناطيسية. البلازما غير شائعة جداً على الأرض (باستثناء الغلاف الأيوني) ، على الرغم من أنها الحالة الأكثر شيوعاً للمادة في الكون. سائل فائق الحرجة: عند درجات الحرارة والضغوط العالية بما فيه الكفاية، يختفي التمييز بين السائل والغاز. المادة المنحلة: المادة تحت ضغط عالٍ جداً، مدعومة بمبدأ استبعاد باولي. المادة المتدهورة الإلكترون: وجدت داخل النجوم القزمة البيضاء. تظل الإلكترونات مرتبطة بالذرات ولكنها يمكن أن تنتقل إلى الذرات المجاورة. المادة المتدهورة النيوترونية: وجدت في النجوم النيوترونية. ضغط الجاذبية الهائل يضغط على الذرات بقوة شديدة لدرجة أن الإلكترونات مجبرة على الاندماج مع البروتونات عن طريق الانحلال البيتا العكسي، مما يؤدي إلى تجمع كثيف جداً من النيوترونات. (عادةً ما تتحلل النيوترونات الحرة خارج النواة الذرية مع نصف عمر أقل من خمس عشرة دقيقة ، ولكن في نجم النيوترون ، كما هو الحال في نواة الذرة ، تؤدي آثار أخرى إلى تثبيت النيوترونات.) المادة الغريبة: نوع من المادة الكواركية التي قد توجد داخل بعض النجوم النيوترونية القريبة من حد تولمان-أوبنهايمر-فولكوف (حوالي 2<unk>3 كتلة شمسية). قد تكون مستقرة في حالات الطاقة المنخفضة بمجرد تشكيلها. حالة هول الكمومية: مرحلة نظرية قد تمهد الطريق لتطوير الأجهزة الإلكترونية التي تبدد طاقة أقل وتولد حرارة أقل. هذا مشتق من حالة هول الكمية للمادة. مكثف بوسين-آينشتاين: مرحلة يسكن فيها عدد كبير من البوزونات في نفس الحالة الكمومية، مما يجعلها في الواقع موجة / جسيم واحد. هذه مرحلة منخفضة الطاقة التي يمكن أن تتشكل فقط في ظروف المختبر ودرجات حرارة منخفضة جدا. يجب أن تكون قريبة من الصفر كلفين، أو الصفر المطلق. تنبأ ساتيندرا ناث بوس وألبرت آينشتاين بوجود مثل هذه الحالة في عشرينيات القرن العشرين، ولكن لم يلاحظها حتى عام 1995 من قبل إريك كورنيل وكارل وايمان. المكثف الفيرميوني: مماثل لمكثف بوس-آينشتاين ولكن يتكون من الفيرميونات ، المعروف أيضًا باسم مكثف فيرمي-ديراك. مبدأ استبعاد باولي يمنع الفيرميونات من الدخول في نفس الحالة الكمومية، ولكن زوج من الفيرميونات يمكن أن يتصرف مثل بوزون، ويمكن لعدة أزواج من هذا النوع أن تدخل في نفس الحالة الكمومية دون قيود. الموصلية الفائقة: هي ظاهرة ذات مقاومة كهربائية صفرية بالضبط وطرد الحقول المغناطيسية التي تحدث في بعض المواد عند تبريدها إلى ما دون درجة حرارة حرجة مميزة. الموصلية الفائقة هي الحالة الأساسية للعديد من المعادن الأولية. السائل الخارق: مرحلة تحققها بعض السوائل المبردة عند درجة حرارة عالية حيث تصبح قادرة على التدفق دون احتكاك. يمكن أن يتدفق السائل الفائق فوق جانب حاوية مفتوحة و أسفل الخارج. وضع السائل الفائق في حاوية دوارة سيؤدي إلى دوامات كمية. الصلبة الفائقة: على غرار السائل الفائق، يمكن للصلبة الفائقة أن تتحرك دون احتكاك ولكنها تحتفظ بشكلها الصلب. سائل الدوران الكمومي: حالة غير منظمة في نظام من الدوران الكمومي المتفاعل الذي يحافظ على اضطرابها في درجات الحرارة الضحلة ، على عكس الحالات غير المنظمة الأخرى. سائل الشبكة السلسلة: الذرات في هذه الحالة لديها ترتيبات غير مستقرة، مثل السائل، ولكن لا تزال متسقة في النمط العام، مثل الصلبة. بلورات الزمن: حالة من المادة حيث جسم يمكن أن يكون حركة حتى في أدنى حالة الطاقة. ريدبيرغ بولارون: حالة من المادة التي لا يمكن أن توجد إلا عند درجات حرارة منخفضة جدا وتتكون من الذرات داخل الذرات. الجليد الأسود الأعلى: حالة من المادة التي يمكن أن توجد تحت ضغط عالٍ جداً أثناء إثارةها بواسطة الليزر الخارق.
1. البلازما: البلازما هي الحالة الأكثر شيوعًا للمادة في الكون، ولكنها نادرًا ما توجد على الأرض. تتكون هذه الحالة من الجسيمات المشحونة الحرة، مثل الأيونات والإلكترونات. على غرار الحالة الغازية، ومع ذلك، فإنه قد يولد مجال مغناطيسي. 2. سائل فائق الحرجة: المادة التي تفتقر إلى تمييز واضح بين كونها غاز أو سائل. هذه الحالة توجد عند درجات الحرارة العالية والضغوط. 3. المادة التنكسية: حالة كثافة عالية من المادة بسبب الضغوط العالية جدا. هذه الحالة من المادة موجودة بشكل طبيعي في النجوم في مراحل تطورها النهائية. 4. مكثف بوس-آينشتاين: مرحلة من المادة التي يقطنها عدد كبير من البوزونات جميعها في نفس الحالة الكمومية. تتطلب هذه المرحلة درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق من الغاز ذي الكثافة المنخفضة جدا. خمسة. المكثفات الفيرميونية: مماثلة لمكثفات بوس-آينشتاين، باستثناء الفيرميونات بدلاً من البوزونات. ستة الموصلية الفائقة: قد تحقق بعض المواد الأولية حالة أساسية من الموصلية الفائقة حيث لا توجد مقاومة كهربائية ويتم طرد حقول التدفق المغناطيسي. في حين أن معظم الموصلات سوف يكون لها مقاومة أقل مع انخفاض درجة الحرارة، فإن الموصلات الفائقة سوف تصل فجأة إلى مقاومة صفرية عند درجة حرارة حرجة معينة. سبعة السائل الفائق: بعض السوائل قد تدخل هذه الحالة من المادة حيث، في درجات حرارة منخفضة للغاية، تصبح قادرة على التدفق دون احتكاك. ثمانية الصلبة الفائقة: تشبه السوائل الفائقة، إلا أنها يمكن أن تتحرك دون احتكاك في شكل صلب وصلب. تسعة سائل الدوران الكمي: حالة من المادة وجدت في بعض المواد ذات الصلة بدوران الكم. في معظم المواد المغناطيسية، تميل الدورانات إلى تشكيل أنماط على أساس كيفية تفاعلها مع الدورانات المجاورة الأخرى. في سائل الدوران الكمومي، ومع ذلك، فإنها تبقى في حالة غير منظمة، أبدا تشكيل نمط الذي يمنعها من الوصول إلى حالة مستقرة ومنظمة. عشرة سائل الشبكة السلسلة: الذرات في هذه الحالة لديها نمط شامل ثابت مثل الصلبة، ولكن ترتيبها غير مستقر. - 11. بلورات الزمن: نظام كمي من الجسيمات يظهر حركة غير حركية للجسيمات في أدنى حالة الطاقة. اثنا عشر ريدبيرغ بولارون: حالة غريبة من المادة التي تم إنشاؤها في درجات حرارة منخفضة حيث تحتوي ذرة كبيرة جداً على ذرات عادية أخرى بين النواة والإلكترونات. ثلاثة عشر الجليد الأسود العالي: هذه المادة هي مرحلة من المياه التي توجد عند ضغوط ودرجات حرارة عالية للغاية.