Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Выдающиеся состояния вещества

Твердое, жидкое и газообразное: Вы прекрасно знаете об этих состояниях, потому подробно останавливаться тут смысла нет. Нам бы что нибудь более экзотическое, например:

Самая большая часть барионного вещества вселенной

Выдающиеся состояния вещества Познавательно, Интересное, Физика, Без рейтинга, Мат, Длиннопост

Плазма

Да-да, из плазмы состоят не только звезды, но и вещество между ними, поскольку плазма - это чаще всего ионизированный газ. Но в более широком смысле плазма может состоять из любых заряженных частиц (например, можно лазером выстрелить в каплю жидкого олова, передав огромное количество энергии и превратив каплю в облако плазмы. Это не фантазия, так делается для экстремальной ультрафиолетовой литографии и получения излучения с длинной в 13.5 нанометров ).

Поскольку заряженные частицы в плазме обладают подвижностью, то и она сама обладает способностью проводить электрический ток, чем мы с радостью пользуемся (люминесцентные и неоновые лампы, дуговая сварка, плазменные панели мониторов и телевизоров).

Кстати плазму вы можете получить легко дома, огонь спички или зажигалки - уже плазма, правда низкотемпературная, да и степень ионизированности ее будет крайне низка.

Но это мелочи, гораздо интереснее будет продолжать нагревать плазму.

Выдающиеся состояния вещества Познавательно, Интересное, Физика, Без рейтинга, Мат, Длиннопост

_______________________

Самое высокотемпературное вещество, полученное экспериментально

Кварк-глюонная плазма

Вся проблема в температуре, для получения этого вида вещества нужно его умудрится нагреть до триллионов градусов, человечество к такому пришло только с постройкой мощных ускорителей частиц. И то, время существования такой экзотической формы материи исчисляется йоктосекундами (10^-24 с).

При таких неосознаваемо огромных температурах обычное адронное вещество существовать физически не может и разрушается в суп из кварков, антикварков и глюонов.

Согласно теории Большого Бум вся материя вселенной когда то была в виде такой плазмы, а потом расширялась, остывала и превращалась в обычный газ.

Возможно, для вас будет нелогично, но ученые кварк-глюонную плазму считают жидкостью, а не газом. Причем жидкостью почти идеальной (без вязкости) и непрозрачной. И даже не спрашивайте меня как они до этого дошли.

Поскольку с высокой температурой мы немножко разобрались, то что будет, если вместо температуры повышать давление?

Выдающиеся состояния вещества Познавательно, Интересное, Физика, Без рейтинга, Мат, Длиннопост

_______________________

Самое плотное вещество.

Нейтронное состояние

В нейтронное состояние вещество переходит при сверхвысоком давлении, недоступном пока в лаборатории, но которое существует внутри нейтронных звезд. При переходе в нейтронное состояние, электроны вещества объединяются с протонами и превращаются в нейтроны. Для этого необходимо, чтобы силы гравитации сжали вещество настолько, чтобы преодолеть отталкивание электронов.

В результате в нейтронном состоянии вещество полностью состоит из нейтронов и имеет плотность порядка ядерной. Температура вещества при этом не должна быть очень высокой. Дальнейшему гравитационному сжатию нейтронной звезды препятствует давление ядерного вещества, возникающее за счёт взаимодействия нейтронов.

Интересно, что подобное состояние вещества сначала было рассчитано теоретически и только потом открыто на практике.

Кстати, согласно тем же расчетам, есть еще более странное вещество - кварковая материя, которая должна получаться при еще большем давлении на нейтронное состояние вещества. По названию понятно, что происходит низкотемпературное разрушение вещества на кварки, но практического подтверждения этому пока не найдено.

Выдающиеся состояния вещества Познавательно, Интересное, Физика, Без рейтинга, Мат, Длиннопост

_______________________

Самое неопределившееся состояние

Аморфное вещество

Всем известно стекло и его характерный пример как аморфного вещества, еще вы, наверное, помните картинку стекла из старых замков, где оно внизу утолщается, вроде как подтекло вниз за столетия. На самом деле, разница в толщине объясняется технологическими процессами использовавшимися в средневековье. Вязкость обычного стекла при комнатной температуре имеет порядок ~10^18 Пуаз. Эксперименты показали, что за 6 лет оконное стекло деформируется только на 1 нанометр. Для изменения толщины стекла на 10% понадобилось бы более миллиона лет. Так что еще один школьный миф минус.

А что вы скажете, если я сообщу, что очень многие тела можно превратить в аморфные.

Для этого надо вещество, находящееся в жидкой фазе переохладить. То есть не меняя фазу (жидкость) преодолеть точку замерзания (кристаллизации) и опустится по температурной шкале пониже. Все дело в том, что при охлаждении вязкость жидкости увеличивается, то есть нам надо найти границу, при которой вязкость жидкости не даст атомам построить связанную и упорядоченную кристаллическую решетку.

Спросите зачем нам аморфные металлы или полупроводники? А они могут проявлять ранее несвойственные им свойства, которые обязательно найдут и новое применение.

Теперь вы чуть лучше понимаете связь вязкости, температуры и состояния вещества. Двигаемся дальше, туда где похолоднее.

Выдающиеся состояния вещества Познавательно, Интересное, Физика, Без рейтинга, Мат, Длиннопост
Выдающиеся состояния вещества Познавательно, Интересное, Физика, Без рейтинга, Мат, Длиннопост

_______________________

Самое текучее?

Фаза сверхтекучести

Согласно классическим представлениям физики, при понижении температуры все атомы должны прекращать колебания и превращаться в очень прочные кристаллические структуры.

Вот только реальность опровергает наши представления. Многие вещества с малой атомной массой не создают кристаллы, поскольку им мешают квантовые эффекты, заставляющие атомы продолжать колебаться даже в самом низком их энергетическом состоянии, и именно это не позволяет им образовать кристалл.

Ладно, как получаются жидкости около нуля Кельвинов мы разобрались. Но почему появляется сверхтекучесть?

Здесь будет чуть сложнее. Под сверхтекучестью подразумевается движение жидкости без трения. Когда жидкость течет, ее продвижению мешает взаимодействие атомов жидкости со стенками сосуда и между собой, поскольку при этом происходит рассеивание энергии движения атомов.

Но мы то умные и знаем, что атом не может передать/принять любое количество энергии. Эта величина строго дозирована и определяется энергетическими уровнями.

А наши атомы (при экстремальном охлаждении) находятся и так в своих низших энергетических состояниях и зачастую, при столкновении, никакой передачи (а следовательно и рассеивания) энергии не происходит.

Возникает явление сверхтекучести.

Постарался объяснить максимально просто избегая терминов квантовая жидкость, бозоны, фермионы и спин. Получится ли так дальше - не уверен, потому что чем ниже по шкале Кельвинов мы спускаемся, тем больше квантовой физики встречаем.

Выдающиеся состояния вещества Познавательно, Интересное, Физика, Без рейтинга, Мат, Длиннопост
Выдающиеся состояния вещества Познавательно, Интересное, Физика, Без рейтинга, Мат, Длиннопост

_______________________

Самое холодное вещество, полученное экспериментально

Конденсат Бозе-Эйнштейна

Твердые тела формируют кристаллы, жидкости сверхтекут, а что происходит с газами при критическом охлаждении? На этот вопрос попытался ответить Эйнштейн совместно с Бозе еще в 1925 году. Экспериментальное подтверждение этой теории мы увидели лишь спустя 70 лет, когда в лаборатории получили новое агрегатное состояние вещества, охлажденного до температур, близких к абсолютному нулю (меньше миллионной доли кельвина).

В таком сильно охлажденном состоянии достаточно большое число атомов оказывается в своих минимально возможных квантовых состояниях, и квантовые эффекты начинают проявляться на макроскопическом уровне.

Согласно теории Бозе-Эйнштейна бозоны, которыми являются, например, и отдельные элементарные частицы фотоны, и целые атомы, могут находиться друг с другом в одинаковых квантовых состояниях (уплотнятся в одном и том же месте).

Ммм.. постараюсь объяснить. Если в обычных условиях газ старается заполнить весь объем сосуда равномерно, то добавив в этот сосуд конденсат Бозе-Эйнштейна (по объему равный уже присутствующему газу) из атомов того же газа мы увидим, что весь конденсат сконденсируется в одной точке сосуда, а не заполнит половину объема, как в классической механике. Все потому, что квантовая механика позволяет накладывать бозоны друг на друга, если они находятся в одном энергетическом состоянии. А конденсат - это именно одно (низшее) энергетическое состояние.

Если все еще не понятно, то посмотрите на картинку эксперимента с конденсацией атомов рубидия. Чем выше на картинке пик, тем больше атомов в данной точке пространства находится.

В чем интерес всего этого? Мы в результате получаем плотный комок атомов, которые ведут себя одинаково (связанно?) и при этом проявляют квантовые эффекты. Ура! У физиков есть куча новой работы для изучения!

Выдающиеся состояния вещества Познавательно, Интересное, Физика, Без рейтинга, Мат, Длиннопост
Выдающиеся состояния вещества Познавательно, Интересное, Физика, Без рейтинга, Мат, Длиннопост

_______________________

Всем семи донатерам - сердечная благодарность, шоколадки были вкусные)

Всем подписчикам - извинения, постов, видимо, больше не будет.

Небольшая часть объяснения тут: #comment_270992998

Выдающиеся состояния вещества Познавательно, Интересное, Физика, Без рейтинга, Мат, Длиннопост
Не хотят работать за 3 копейки, совсем оборзели! Пропаганда, Ложь, Работа, Маленькая зарплата, Наглость, Начальство, Картинка с текстом
Показать полностью 1
Встретились с котом в Коломне спустя год на том же самом месте
Скайнет снова переигран Искусственный интеллект, Торрент трекер, Длиннопост, Энакин и Падме на пикнике, Пиратство, Повтор, Скриншот, ChatGPT
Скайнет снова переигран Искусственный интеллект, Торрент трекер, Длиннопост, Энакин и Падме на пикнике, Пиратство, Повтор, Скриншот, ChatGPT
Показать полностью 2
Показать полностью
Покатай Юмор, Скриншот, Twitter, Метро, Свидание, Девушки, Возможности
Показать полностью
Оттенки постсоветского пространства Арт, Фотография, Постсоветское, Колористика, Длиннопост, Скриншот, Повтор
Оттенки постсоветского пространства Арт, Фотография, Постсоветское, Колористика, Длиннопост, Скриншот, Повтор
Оттенки постсоветского пространства Арт, Фотография, Постсоветское, Колористика, Длиннопост, Скриншот, Повтор
Оттенки постсоветского пространства Арт, Фотография, Постсоветское, Колористика, Длиннопост, Скриншот, Повтор
Оттенки постсоветского пространства Арт, Фотография, Постсоветское, Колористика, Длиннопост, Скриншот, Повтор
Оттенки постсоветского пространства Арт, Фотография, Постсоветское, Колористика, Длиннопост, Скриншот, Повтор
Оттенки постсоветского пространства Арт, Фотография, Постсоветское, Колористика, Длиннопост, Скриншот, Повтор
Оттенки постсоветского пространства Арт, Фотография, Постсоветское, Колористика, Длиннопост, Скриншот, Повтор
Оттенки постсоветского пространства Арт, Фотография, Постсоветское, Колористика, Длиннопост, Скриншот, Повтор
Показать полностью 8
Ответ на пост Не хотят работать за 3 копейки, совсем оборзели! Работа, Маленькая зарплата, Наглость, Начальство, Картинка с текстом, Ответ на пост, Вырезки из газет и журналов, Капитализм
Показать полностью 1
Ответ на пост Немецкому танку Leopard 2A4 "снесло башню"
Технологии меняются, а вот традиции - нет
Ну, хоть так Скриншот, Подслушано, Подростки, Вандализм, Домофон
Показать полностью 1
Показать полностью
Родительский отъезд Юмор, Скриншот, Twitter, Родители и дети
Показать полностью
Показать полностью
Илон Маск присвоил CBC маркировку финансируемого на 69% государством СМИ Илон Маск, Twitter, Новости, Скриншот, СМИ и пресса, Канада
Илон Маск присвоил CBC маркировку финансируемого на 69% государством СМИ Илон Маск, Twitter, Новости, Скриншот, СМИ и пресса, Канада
Показать полностью 2
Почему корпус судна не ржавеет под водой? Море, Технологии, Электричество, Химия, Познавательно, Работа в море, Моряки, Арктика, Интересное, Длиннопост, Анод, Электролиз, Коррозия
Почему корпус судна не ржавеет под водой? Море, Технологии, Электричество, Химия, Познавательно, Работа в море, Моряки, Арктика, Интересное, Длиннопост, Анод, Электролиз, Коррозия
Почему корпус судна не ржавеет под водой? Море, Технологии, Электричество, Химия, Познавательно, Работа в море, Моряки, Арктика, Интересное, Длиннопост, Анод, Электролиз, Коррозия
Почему корпус судна не ржавеет под водой? Море, Технологии, Электричество, Химия, Познавательно, Работа в море, Моряки, Арктика, Интересное, Длиннопост, Анод, Электролиз, Коррозия
Почему корпус судна не ржавеет под водой? Море, Технологии, Электричество, Химия, Познавательно, Работа в море, Моряки, Арктика, Интересное, Длиннопост, Анод, Электролиз, Коррозия
Почему корпус судна не ржавеет под водой? Море, Технологии, Электричество, Химия, Познавательно, Работа в море, Моряки, Арктика, Интересное, Длиннопост, Анод, Электролиз, Коррозия
Почему корпус судна не ржавеет под водой? Море, Технологии, Электричество, Химия, Познавательно, Работа в море, Моряки, Арктика, Интересное, Длиннопост, Анод, Электролиз, Коррозия
Показать полностью 7
Источник: ktonanovenkogo.ru
К списку статей
Опубликовано: 19.04.2023 06:41:43
0

Сейчас читают

Комментариев (0)
Имя
Электронная почта

[моё]

Познавательно

Интересное

Физика

Без рейтинга

Мат

Длиннопост

Пропаганда

Ложь

Работа

Маленькая зарплата

Наглость

Начальство

Картинка с текстом

Кот

Лапки

Милота

Из сети

1 год спустя

Одно и то же

Коломна

Искусственный интеллект

Торрент трекер

Длиннопост

Энакин и падме на пикнике

Пиратство

Повтор

Скриншот

Chatgpt

Салат

Вертикальное видео

Tiktok

Видео

Девушки

Кухонная утварь

Видео

Приготовление

Едим дома

Передача

Юмор

Сырники

Повтор

[моё]

Нейронные сети

It

Искусственный интеллект

Программирование

Разработка

Код

Киберпанк

Программист

Текст

Список

Повтор

Юмор

Скриншот

Twitter

Метро

Свидание

Девушки

Возможности

Видео рецепт

Романтика

Романтический ужин

Юмор

Видео

Вертикальное видео

Рецепт

Арт

Фотография

Постсоветское

Колористика

Длиннопост

Скриншот

Повтор

Работа

Маленькая зарплата

Наглость

Начальство

Картинка с текстом

Ответ на пост

Вырезки из газет и журналов

Капитализм

Политика

Всу

Евросоюз

Нато

Война на украине

Танки

Leopard 2a4

Запад

Украина

Длиннопост

Ответ на пост

Мемы

Юмор

Twitter

Технологии

Повтор

Потеря

Традиции

Скриншот

Подслушано

Подростки

Вандализм

Домофон

Роман трахтенберг

Юмор

Ностальгия

Вопрос

Общение

Текст

Мат

Ответ на пост

Юмор

Скриншот

Twitter

Родители и дети

[моё]

Политика

Мат

Ответ на пост

Текст

Оаэ

It

Жизнь за границей

[моё]

Русский язык

Иностранные языки

Текст

Негатив

Цыгане

Конфликт

Драка

Нападение

Избиение

Новости

Орловская область

Видео

Илон маск

Twitter

Новости

Скриншот

Сми и пресса

Канада

[моё]

Море

Технологии

Электричество

Химия

Познавательно

Работа в море

Моряки

Арктика

Интересное

Длиннопост

Анод

Электролиз

Коррозия

Последние комментарии

  • Имя: Шеронова Наталья
    08.09.2021 | 00:08
    Отдельное спасибо за баобаб :) Подробнее..
  • Имя: 13
    16.06.2021 | 16:37
    Неожиданно увидеть свое фото и ссылку на левый источник ... Я размещал это фото на пикабу. Подробнее..
© 2006-2024, shop-archive.ru