Общ

Новото състояние на материята би могло да разреши 30-годишната мистерия на стъклото


Ново изследване на стъклото разбива добре установената загадка за материала и създава вълнуващи новини за състоянията на материята.

[Източник на изображението: Pixabay]

Разгадана мистерия

Мистерията започва с разбирането какво се случва, когато увеличите кристала. Чрез микроскопа ще видите подредено подреждане на атомите. Дори раздалечени и разбираеми. Напротив, увеличете парче стъкло и ще видите нещо по-хаотично. Изображението ще изглежда по-скоро като купчина пясък, неподредена. Тук нещата стават интересни.

Силно подредените кристали ги правят лесни за математическо разбиране. Физиците от цял ​​свят са разработили теории, които ни помагат да разберем свойствата на кристалите и тяхната стойност в инженерството. Неща като това как действат при промяна на температурата и други стресове.

Но разхвърляното стъкло в основата си е необяснимо. Не може да се договори подход, който да обясни физическия му състав и поведение. Неподреденият характер на материала няма да позволи той да бъде записан в книгата с правила.

Този проблем дразни физиците повече от 30 години. Дебатът се развихри сред изследователската общност, ако мистериозната „фаза на преход“, която присъства в теоретичните модели на други безпорядни материали, може да бъде отговорът на мистерията на стъклото.

Усилена работа, извършена на ръка

Десетки ръкописни страници с алгебрични изчисления и с малко помощ от света на физиката на елементарните части докторант от университета Дюк Шо Яйда е разгадал десетилетната загадка за изследванията на стъклото.

[Източник на изображението: DukeToday]

Изследванията на Yaida предлагат възможността стъклото да съществува в напълно ново състояние на материята при ниски температури. Това влияе върху това как те реагират на топлина, звук и стрес и при какви условия се счупват.

Съветникът и доцентът на Yaida в Duke каза, че не искат да разкриват изследванията твърде рано, тъй като части от научната общност са убедени, че преходът не съществува. „Това, което Шо показва, е, че може да съществува“, заявява той.

С очевидно вълнение и гордост Шарбоно каза, че „Моменти като тези са причината да се занимавам с наука“.

Безкрайно мислене ключът към новите изследвания

Колкото и невероятно да звучи, Шарбоно обяснява, че най-лесният начин математиката зад тези материали да бъде обяснена е да се предположи, че те съществуват в хипотетична безкрайно-измерна вселена и след това да тръгне оттам. В тези хипотетични среди свойствата на материалите могат да бъдат изчислени относително лесно. Приблизително по същия начин могат да бъдат изчислени подредените материали в нашата триизмерна вселена. Този метод за безкрайно измерване на вселената може да отключи разбирането ни за редица други „разхвърляни“ материали като пластмасата.

Дали изследванията на стъклото на Yaida имат някакво полезно приложение в реалния свят, тепърва ще се определя. Но неговата стойност за физиката е неоспорима. Един от ключовите фактори за тези безкрайни измервания е съществуването на фазов преход - наречен „преход на Гарднър“ (кръстен на новаторския физик Елизабет Гарднър), който, ако присъства в различни видове стъкла, може радикално да промени свойствата на материала при ниски температури.

Фазовият преход, който беше доказан от изследователите на Херцог, използвайки хипотетичната безкрайно измерена Вселена, беше отречен от физиците в продължение на три десетилетия, след като проучвания, направени през 80-те години, изчислиха, че той не може да съществува в известните ни триизмерни условия. Новото изследване отваря вълнуващи нови врати за по-нататъшно разбиране на състоянието на материята.

Източници: Писма за физически прегледDukeToday,

ВИЖТЕ СЪЩО: Изработката на ултратънко стъкло, което може да се огъне като лист хартия


Гледай видеото: Heterogeneous equilibrium. Chemical equilibrium. Chemistry. Khan Academy (Юни 2021).