بعد الحالات الكلاسيكية للمادة، إيه الحالات الحديثة للمادة؟
Context:البلازما: جزيئات مشحونة حرة، عادةً بعدد متساو، زي الأيونات والإلكترونات. بخلاف الغازات، البلازما ممكن توليد حقول مغناطيسية وتيارات كهربائية بنفسها وتستجيب بقوة وجماعية للقوى الكهرومغناطيسية. البلازما نادرة جداً على الأرض (باستثناء الغلاف الأيوني) ، رغم إنها الحالة الأكثر شيوعًا للمادة في الكون. السائل فوق الحرج: عند درجات حرارة وضغوط عالية كفاية، بيزول التمييز بين السائل والغاز. المادة المنحلة: مادة تحت ضغط عالي جداً، مدعومة بمبدأ استبعاد باولي. المادة المتدهورة بالالكترونات: بتتواجد جوة نجوم الأقزام البيض. تبقى الإلكترونات مرتبطة بالذرات بس ممكن تنتقل للذرات اللي جنبها. المادة المتدهورة النيوترونية: بتتواجد في نجوم النيوترون. الضغط الجاذبية الضخم بيقمع الذرات بقوة قوية لدرجة إن الإلكترونات بتضطر للتجمع مع البروتونات عن طريق انهيار بيتا عكسي، واللي بيسبب تجمع كثيف جداً من النيوترونات. (عادةً النيوترونات الحرة خارج نواة ذرية بتتحلل مع عمر النصف أقل من خمس عشرة دقيقة ، لكن في نجم نيوتروني ، زي نواة الذرة ، تأثيرات تانية بتثبت النيوترونات). المادة الغريبة: نوع من المادة الكواركية اللي ممكن تكون موجودة داخل بعض نجوم النيوترونات بالقرب من حد تولمان-أوبنهايمر-فولكوف (حوالي 2<unk>3 كتلة شمسية). ممكن تكون مستقرة في حالات الطاقة المنخفضة لما تتشكل. حالة هول الكمية: مرحلة نظرية ممكن تمهد الطريق لتطوير الأجهزة الإلكترونية اللي بتبذير طاقة أقل وتولد حرارة أقل. ده مشتق من حالة هول الكمية للمادة. تكوّن بوزين-آينشتاين: مرحلة بيعيش فيها عدد كبير من البوزونات في نفس الحالة الكمومية، وبتصبح في الواقع موجة/جسيم واحد. دي مرحلة طاقة منخفضة ممكن تتشكل بس في ظروف المختبر ودرجات حرارة منخفضة جداً. لازم تكون قريبة من الصفر كيلفين، أو الصفر المطلق. توقع ساتيندرا ناث بوس وألبرت آينشتاين وجود مثل هذه الحالة في عشرينيات القرن العشرين، لكن لم يلاحظوها حتى عام 1995 من قبل إريك كورنيل وكارل ويمان. المكثفات الفيرميونية: زي مكثفات بوس-آينشتاين بس بتتكون من الفيرميونات، والمعروفة كمان بمكثفات فيرمي-ديراك. مبدأ استبعاد باولي بيمنع الفيرميونات من الدخول في نفس الحالة الكمومية، لكن زوج من الفيرميونات ممكن يتصرف زي بوزون، ويمكن بعد كده لعدة أزواج من هذا النوع الدخول في نفس الحالة الكمومية من غير قيود. الموصلية الفائقة: هي ظاهرة مقاومة كهربائية صفرية تمامًا وطرد الحقول المغناطيسية اللي بيحصل في مواد معينة عند تبريدها تحت درجة حرارة حرجة مميزة. الموصلية الفائقة هي الحالة الأساسية للعديد من المعادن الأولية. سوبر فلويد: مرحلة بتحصل عليها شوية سوائل كريوجينيك في درجة حرارة شديدة بتصبح قادرة على التدفق من غير احتكاك. ممكن يتدفق السوائل الفائقة فوق جانب حاوية مفتوحة ويهبط من الخارج. وضع السوائل الفائقة في حاوية دوارة بيؤدي لدورانات كمية. الصلبة الفائقة: زي السوائل الفائقة، الصلبة الفائقة ممكن تتحرك من غير احتكاك بس بتحتفظ بشكل جامد. سائل الدوران الكمومي: حالة مش منظمة في نظام من الدوران الكمومي المتفاعل واللي بيحافظ على اضطرابها لدرجات حرارة منخفضة، على عكس الحالات الأخرى غير المنظمة. السائل الشبكة: الذرات في الحالة دي ليها ترتيبات غير مستقرة، زي السائل، بس لسه ثابتة في النمط الكلي، زي الصلبة. بلورات الزمن: حالة من المادة بحيث يمكن للكائن يكون له حركة حتى في أدنى حالة الطاقة. ريدبيرج بولارون: حالة من المادة ممكن تكون موجودة بس في درجات حرارة منخفضة جداً وتتكون من ذرات داخل ذرات. الجليد الأسود السوبرييونيك: حالة من المادة ممكن تكون تحت ضغط عالي جداً بينما تتحمس بواسطة الليزر الفائق.
واحد. البلازما: البلازما هي الحالة الأكتر شيوعًا للمادة في الكون، بس مش موجودة عادةً على الأرض. حالة المادة دي بتتكون من جسيمات مشحونة حرة، زي الأيونات والإلكترونات. ومع كده، زي الحالة الغازية، ممكن يتولد مجال مغناطيسي. ٢. السائل فوق الحرج: المادة اللي ما فيها فرق واضح بين الغاز والسائل. بتتواجد الحالة دي عند درجات حرارة وضغوط عالية. ٣. المادة التنكسية: حالة كثيفة جداً للمادة بسبب الضغوطات العالية جداً. حالة المادة دي موجودة بشكل طبيعي في النجوم في مراحل تطورها النهائية. ٤. تكوين بوس-آينشتاين: مرحلة من المادة اللي فيها عدد كبير من البوزونات كلها بتسكن نفس الحالة الكمومية. المرحلة دي بتحتاج درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق من غاز كثافة قليلة جداً. خمسة. المكثف الفيرميوني: شبه مكثف بوس-آينشتاين، إلا أنه به فيرميونات بدل البوزونات. ستة. التوصيل الفائق: ممكن بعض المواد الأساسية تحصل على حالة أساسية من التوصيل الفائق بحيث ما فيش مقاومة كهربائية وتتطرد حقول التدفق المغناطيسي. في حين إن معظم الموصلات بتقل المقاومة مع خفض درجة الحرارة، فإن الموصلات الفائقة بتحصل فجأة على مقاومة صفرية عند درجة حرارة حرجة معينة. سبعة. السائل الفائق: ممكن بعض السوائل تدخل حالة المادة دي، بحيث، في درجات حرارة منخفضة جداً، بتصبح قادرة على التدفق من غير احتكاك. ٨. سوبر صلب: زي السوائل الفائقة، إلا إنه ممكن يتحرك من غير احتكاك في شكل جامد جامد. تسعة. سوائل الكم: حالة مادة موجودة في مواد معينة مرتبطة بالكم. في معظم المواد المغناطيسية، بتميل الدورانات لتشكيل أنماط بناءً على كيفية تفاعلها مع الدورانات المجاورة التانية. ومع ذلك، ففي سائل إدارة الدوران الكمومي، بيبقى في حالة مش منظمة، مش بيبنى أبدًا نمط بيمنعها من الوصول إلى حالة مستقرة ومرتبة. عشرة. السائل الشبكة: الذرات في الحالة دي ليها نمط شامل ثابت زي الصلبة، بس ترتيبها مش مستقر. ١١ سنة. بلورات الزمن: نظام كم من الجسيمات اللي بيعرض حركة غير حركية للجسيمات في أدنى حالة الطاقة. ١٢ سنة. ريدبيرج بولارون: حالة غريبة من المادة اتخلقت في درجات حرارة منخفضة فيها ذرة كبيرة جداً تحتوي على ذرات عادية تانية بين النواة والإلكترونات. 13 سنة. الجليد السوبرييونيك الأسود: المادة دي هي مرحلة من المياه اللي موجودة عند ضغوط ودرجات حرارة عالية جداً.