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科學奇問:物質的狀态真的隻有三種嗎?其它狀态會颠覆你想象嗎一、等離子态二、超固态三、中子态四、超導态五、反物質态最後

科學奇問:物質的狀态真的隻有三種嗎?其它狀态會颠覆你想象嗎一、等離子态二、超固态三、中子态四、超導态五、反物質态最後

在日常生活中,我們主要與固态,液态和氣态接觸,它們通常分别稱為物質的第一,第二和第三狀态。 衆所周知,當溫度變化時,固态,液态和氣态會互相轉化。 這些變化使我們的生活豐富多彩。 但是,除了這三個狀态之外,還有其他狀态嗎? 随着科學技術的發展,人們發現物質有許多新的狀态。

<h1 class="pgc-h-arrow-right">一、等離子态</h1>

科學奇問:物質的狀态真的隻有三種嗎?其它狀态會颠覆你想象嗎一、等離子态二、超固态三、中子态四、超導态五、反物質态最後

衆所周知,原子是由原子核和電子組成的,電子通常圍繞原子核旋轉。如果溫度繼續升高,當溫度升高到幾千度甚至數百萬度時,氣态物質的電子可以擺脫原子核的吸引,進而帶負電的電子開始自由漫遊,原子變成帶正電的離子此時,該物質變為電子和陽離子的混合物,整個系統是中性的。科學家稱電離氣體為“等離子體狀态”。除了高溫之外,用強紫外線,X射線和伽馬射線照射氣體還可以使氣體變成等離子體狀态。

也許你認為這種狀态非常罕見!科學研究表明,宇宙中99.9%的物質以等離子體狀态存在。因為宇宙中大多數明亮的行星内部都具有極高的溫度和壓力,是以這些行星中幾乎所有的物質都處于等離子體狀态。地球上還有等離子體:高空電離層,閃電,極光等。熒光燈和水銀燈電離氣體是人造等離子體。生命中最容易觀察到的等離子體狀态是火焰。

<h1 class="pgc-h-arrow-right">二、超固态</h1>

科學奇問:物質的狀态真的隻有三種嗎?其它狀态會颠覆你想象嗎一、等離子态二、超固态三、中子态四、超導态五、反物質态最後

如果我們繼續在數吉兆帕的壓力下對物質加壓,原子中的電子将被壓縮以與原子核緊密擠壓。原子之間的空間不僅會被壓縮并消失,而且原子的外圍也會被壓縮并消失。電子層也被壓碎了。所有原子核和電子都緊緊擠壓在一起。此時,物質中不再有空隙。科學家稱其為超固态。因為電子都從原子中“擠出”形成電子氣,是以暴露的原子核緊密排列,這種物質的密度非常高。它的密度約為水的3600萬到幾億倍。一塊乒乓球大小的超強材料,重量至少為1000噸。

處于超固态的物質是結晶固體,但它可以光滑,無粘性的液體流動。天文學家已經發現,在遠離地球的太空中有一顆密集的白矮星,它的内部也應該充滿“超固體”物質。在我們生活的地球中心,壓力達到約350吉帕,物質應該以超固體形式存在。

<h1 class="pgc-h-arrow-right">三、中子态</h1>

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如果對超固體物質施加更大的壓力,則最終的原子核和電子将無法被擠壓在一起,此時,原子核将被破壞,質子和中子将從中釋放出來。從核中釋放出的質子将在極端壓力下與電子結合成為中子。這樣,物質的結構發生了根本變化,原子核和原始電子現在變成了中子。該狀态稱為“中子狀态”。

這種形狀大部分以一種稱為“中子星”的恒星存在。中等品質的恒星(品質是太陽品質的1.44到2倍)在晚年的收縮過程中轉變為“中子星”。在宇宙中,據估計隻有少數恒星具有這種形式的物質。 。更可怕的是中子物質的密度,比超固體物質大十萬倍!容量為10,000噸的船隻,隻能容納芝麻大小的中子物質。火柴盒大小的類似中子的物質重達30億噸,需要超過960,000輛重型機車來拉動它!

<h1 class="pgc-h-arrow-right">四、超導态</h1>

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如果我們繼續冷卻材料并在一定的臨界溫度下失去其電阻,那麼由于超導體的電阻為零,它們可以具有完美的導電性。 超導狀态是在非常低的溫度下出現的特定物質狀态。 當處于外部磁場中時,它将對磁場産生弱的排斥力。 超導性是在1911年發現的,在30K絕對溫度範圍内,隻有某些金屬和合金才具有這種特性。 直到1986年,在某些陶瓷氧化物中發現了一種稱為高溫超導的特性,這種物質産生的溫度升高到164 K的絕對溫度。

<h1 class="pgc-h-arrow-right">五、反物質态</h1>

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1930年,當英國實體學家狄拉克(Dirac)使用數學方法描述電子運動定律時,他發現電子的電荷可以為負或正。是以,他猜測自然界中可能存在一些帶正電的“異常”電子。兩年後,當美國實體學家安德森(Anderson)研究太空中的宇宙射線時,他确實發現了與電子具有相同品質和數量電荷但具有相反電荷性質的粒子。這與狄拉克的預測相吻合,安德森稱其為正電子。然而,正電子不能穩定地存在,它們将與相鄰的電子碰撞并在出現後不久結合形成光子。這是“湮滅”現象。

正如正電子是負電子的反态一樣,反物質也是正常物質的反态。正離子和負質子是反離子,與所謂的電子和質子相比,它們具有相同的品質但具有相反的電特性。一旦反物質和物質相遇,它們就會互相吸引并碰撞,并100%轉化為光并釋放出巨大的能量。此過程稱為湮滅。

<h1 class="pgc-h-arrow-right">最後</h1>

大概列舉了5種我們并不是常見到的物質狀态,另外還有其它的狀态未列出,例如玻璃态、液晶态、超流态等等狀态,還有超離子态、輻射場态、量子場态等等,如有興趣可自行查閱資料。

由于本人水準有限,如有不當或者錯誤,請指出,不勝感激,謝謝!

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