ایا موږ به کله د مادې ټول حالتونه وپیژنو؟ د درې پر ځای پنځه سوه
پروسږکال، رسنیو داسې معلومات خپاره کړل چې "د مادې یوه بڼه رامنځ ته شوې،" چې کیدای شي سوپر هارډ یا د بیلګې په توګه، ډیر اسانه وي، که څه هم لږ پولنډي، سوپر هارډ. د میساچوسټس ټیکنالوژۍ انسټیټیوټ کې د ساینس پوهانو له لابراتوارونو څخه راځي، دا یو ډول تناقض دی چې د جامد او سپر فلوید ملکیتونه ترکیب کوي - د بیلګې په توګه. مایعات د صفر ویسکوسیت سره.
فزیک پوهانو دمخه د سپرناټینټ شتون وړاندوینه کړې وه ، مګر تر دې دمه په لابراتوار کې ورته هیڅ ندي موندل شوي. د میساچوسټس ټیکنالوژۍ انسټیټیوټ د ساینس پوهانو لخوا د څیړنې پایلې په نیچر ژورنال کې خپرې شوې.
د ټیم مشر ولفګګ کیټرل، په MIT کې د فزیک پروفیسور او د 2001 نوبل جایزې ګټونکي، په مقاله کې لیکلي: "هغه ماده چې د سپر فلوډیټی او جامد ملکیتونه سره یوځای کوي د عقل څخه سرغړونه کوي."
د مادې د دې متضاد شکل احساس کولو لپاره، د کیټرل ټیم د اتومونو حرکت په یو سوپر سولیډ حالت کې د مادې په بل ځانګړي شکل کې چې د بوس-آینشټاین کنډنسیټ (BEC) په نوم یادیږي سمبال کړ. کیټرل د BEC یو له کشف کونکو څخه دی چې هغه یې په فزیک کې د نوبل جایزه ترلاسه کړه.
کیټرل څرګنده کړه: "ننګونه دا وه چې په کنډنسیټ کې یو څه اضافه کړي چې دا به د 'اټومي جال' څخه بهر په یوه شکل بدل شي او د جامد ځانګړتیاوې ترلاسه کړي."
د څیړنې ټیم د لیزر بیمونه په خورا لوړ ویکیوم چیمبر کې کارولي ترڅو په کنډنسیټ کې د اتومونو حرکت کنټرول کړي. د لیزرونو اصلي سیټ د BEC نیمایي اتومونو په مختلف سپن یا کوانټم مرحله کې د بدلولو لپاره کارول شوي. په دې توګه، دوه ډوله BECs رامنځته شول. د اضافي لیزر بیمونو په مرسته د دوه کنډنسیټونو ترمینځ د اتومونو لیږد د سپن بدلونونو لامل شو.
کیټرل وویل: "اضافي لیزرونو اتومونو ته د سپن - مدار د یوځای کولو لپاره اضافي انرژي وده ورکړه." د فزیک پوهانو د وړاندوینې له مخې پایله لرونکې ماده باید "سوپر هارډ" وي، ځکه چې په سپن مدار کې د کنجګیټ شوي اتومونو سره کنډنسیټونه به په ناڅاپي ډول د "کثافت انډول" لخوا مشخص شي. په بل عبارت، د موادو کثافت به ثابت پاتې شي. پرځای یې، دا به د کریسټالین جامد په څیر د مرحلې بڼه ولري.
د سوپر هارډ موادو په اړه نوره څیړنه ممکن د سوپر فلویدونو او سوپر کنډکټرونو ملکیتونو ښه پوهیدو لامل شي ، کوم چې به د انرژي مؤثره لیږد لپاره مهم وي. سوپر هارډونه ممکن د غوره سوپر کنډکټینګ مقناطیسونو او سینسرونو رامینځته کولو کلي وي.
د مجموعې حالتونه نه، مګر پړاوونه
ایا سوپر هارډ حالت یو ماده ده؟ د عصري فزیک لخوا ورکړل شوي ځواب دومره ساده نه دی. موږ د ښوونځي څخه یادونه کوو چې د مادې فزیکي حالت اصلي بڼه ده چې ماده په کې موقعیت لري او د هغې بنسټیز فزیکي ځانګړتیاوې ټاکي. د یوې مادې ملکیتونه د هغې د اجزاو مالیکولونو تنظیم او چلند لخوا ټاکل کیږي. د XNUMX پیړۍ د مادې د دولتونو دودیز ویش درې ډوله حالتونه توپیر کوي: جامد (جامع)، مایع (مایع) او ګازی (ګاز).
په هرصورت، په اوس وخت کې، د مادې مرحله د مادې د شتون د شکلونو لپاره خورا دقیق تعریف ښکاري. په انفرادي حالتونو کې د بدن ملکیتونه د مالیکولونو (یا اتومونو) په ترتیب پورې اړه لري چې دا بدنونه جوړ شوي دي. له دې نظره، د مجموعې په حالتونو کې پخوانی ویش یوازې د ځینو موادو لپاره ریښتیا دی، ځکه چې ساینسي څیړنو ښودلې چې هغه څه چې مخکې د مجموعې یو واحد حالت ګڼل کیده په حقیقت کې د مادې په ډیری مرحلو ویشل کیدی شي چې په طبیعت کې توپیر لري. د ذرې ترتیب. حتی داسې شرایط شتون لري کله چې په ورته بدن کې مالیکولونه په ورته وخت کې په مختلف ډول تنظیم کیدی شي.
سربیره پردې، دا معلومه شوه چې جامد او مایع حالتونه په مختلفو لارو احساس کیدی شي. په سیسټم کې د موادو د پړاوونو شمیر او د متغیر متغیرونو شمیر (د بیلګې په توګه، فشار، تودوخه) چې په سیسټم کې د کیفیت بدلون پرته بدلون موندلی شي د ګیبس پړاو اصول لخوا تشریح شوي.
د یوې مادې په مرحله کې بدلون ممکن د انرژي رسولو یا رسیدلو ته اړتیا ولري - نو د انرژي اندازه به د مادې د وزن سره متناسب وي چې مرحله بدلوي. په هرصورت، ځینې پړاوونه لیږدونه پرته له دې چې د انرژی داخل یا تولید څخه پیښیږي. موږ په ځینو مقدارونو کې د مرحلې بدلون په اساس د مرحلې بدلون په اړه پایله اخلو چې دا بدن تشریح کوي.
تر دې دمه خپره شوې خورا پراخه طبقه بندي کې ، شاوخوا پنځه سوه ټولیز ایالتونه شتون لري. ډیری مادې، په ځانګړې توګه هغه چې د مختلفو کیمیاوي مرکباتو مخلوط دي، کولی شي په یو وخت کې په دوه یا ډیرو مرحلو کې شتون ولري.
عصري فزیک معمولا دوه مرحلې مني - مایع او جامد، د ګاز مرحله د مایع پړاو یوه قضیه ده. په وروستي کې د پلازما مختلف ډولونه شامل دي، مخکې ذکر شوي سوپر کرنټ مرحله، او د مادې یو شمیر نور حالتونه. جامد مرحلې د مختلف کرسټال شکلونو لخوا نمایش کیږي، په بیله بیا یو بې شکله بڼه.
Topological Zawiya
د نوي "مجموعي دولتونو" راپورونه یا د موادو سخت تعریف شوي مرحلې په وروستیو کلونو کې د ساینسي خبرونو دوامداره ذخیره وه. په ورته وخت کې ، یوې کټګورۍ ته د نوي کشفونو ګمارل تل اسانه ندي. هغه سوپر سولید ماده چې مخکې تشریح شوې شاید یو قوي مرحله وي، مګر شاید فزیک پوهان مختلف نظر ولري. څو کاله وړاندې د پوهنتون په لابراتوار کې
په کولوراډو کې، د بیلګې په توګه، یو څاڅکی د ګیلیم ارسنایډ ذرو څخه جوړ شوی و - یو څه مایع، یو څه جامد. په 2015 کې، د جاپان په توهوکو پوهنتون کې د کیمیا پوه کاسماس پراسایډس په مشرۍ د ساینس پوهانو یوې نړیوالې ډلې د مادې د نوي حالت کشف اعلان کړ چې د انسولټر، سوپر کنډکټر، فلزاتو او مقناطیس ملکیتونه سره یوځای کوي، دا د جان ټیلر فلز بولي.
دلته غیر معمولي "هایبرډ" مجموعي دولتونه هم شتون لري. د مثال په توګه، شیشه کرسټال جوړښت نلري او له همدې امله ځینې وختونه د "سوپر کول" مایع په توګه طبقه بندي کیږي. سربیره پردې - مایع کرسټالونه چې په ځینو نندارتونونو کې کارول کیږي؛ پوټین - سیلیکون پولیمر، پلاستيک، لچکدار یا حتی ټوټه ټوټه، د خرابوالي په کچه پورې اړه لري؛ خورا چپچپا ، ځان ته جریان لرونکی مایع (یوځل چې پیل شو ، نو جریان به تر هغه دوام وکړي ترڅو په پورتنۍ شیشې کې د مایع اکمالات پای ته ونه رسیږي)؛ Nitinol، د نکل - ټایټانیوم شکل حافظه مصر، به په تودوخه هوا یا مایع کې مستقیم شي کله چې ودریږي.
طبقه بندي ورځ تر بلې پیچلې کیږي. عصري ټیکنالوژي د مادې د حالتونو ترمینځ سرحدونه له مینځه وړي. نوي کشفونه ترسره کیږي. د 2016 نوبل جایزې ګټونکي - ډیویډ جې تولیس، ایف ډنکن، ایم هیلډن او جې مایکل کوسټرلټز - دوه نړۍ سره وصل کړل: ماده، چې د فزیک موضوع ده، او ټوپولوژي، چې د ریاضیاتو یوه څانګه ده. دوی پوهیدلي چې د غیر دودیز پړاو لیږدونه شتون لري چې د توپولوژیکي نیمګړتیاو سره تړاو لري او د مادې غیر دودیز پړاوونه - Topological پړاوونه. دا د تجربوي او نظري کار د واورو لامل شو. دا واوره اوس هم په ډیره چټکۍ سره روانه ده.
ځینې خلک بیا د XNUMXD موادو ته د نوي، ځانګړي حالت په توګه ګوري. موږ دا ډول نانویټ ورک پیژنو - فاسفیټ، سټینین، بوروفین، یا په پای کې، مشهور ګرافین - د ډیرو کلونو لپاره. پورته ذکر شوي د نوبل جایزې ګټونکي په ځانګړي توګه د دې واحد پرت موادو په ټوپولوژیکي تحلیل کې دخیل دي.
د مادې د حالتونو او د مادې مرحلو په اړه د زاړه فیشن ساینس داسې بریښي چې اوږده لاره تللې ده. د هغه څه څخه لرې چې موږ لاهم د فزیک درسونو څخه په یاد ساتلی شو.
