ما بعد الحالات الكلاسيكية للمادة، ما هي الحالات الحديثة للمادة؟
Context:البلازما: جزيئات شحونة حرة، عادةً في أعداد متساوية، مثل الأيونات والإلكترونات. بخلاف الغازات، يمكن للبلازما أن تولد مجالات مغناطيسية وتيارات كهربائية وتستجيب بقوة وجماعية للقوى الكهرومغناطيسية. البلازما نادرة جدًا على الأرض (باستثناء الأيونوسفير) ، على الرغم من أنها الحالة الأكثر شيوعًا للمادة في الكون. سائل فائق الحرجة: عند درجات الحرارة والضغوط العالية بما فيه الكفاية، يختفي التمييز بين السائل والغاز. المادة المتهالكة: المادة تحت ضغط عالي جدا، مدعومة بمبدأ استبعاد باولي. المادة المتحللة من الإلكترونات: موجودة داخل النجوم القزمة البيضاء. تبقى الإلكترونات مرتبطة بالذرات ولكن يمكن أن تنتقل إلى الذرات المجاورة. المادة المتدهورة النيوترونية: توجد في نجوم النيوترون. ضغط الجاذبية الهائل يضغط على الذرات بقوة لدرجة أن الإلكترونات تُجبر على الاندماج مع البروتونات عن طريق انهيار بيتا عكسي، مما يؤدي إلى تجمع كثيف جدًا من النيوترونات. (عادة النيوترونات الحرة خارج النواة الذرية سوف تتحلل مع نصف عمر أقل من خمس عشرة دقيقة، ولكن في نجم النيوترون، كما هو الحال في نواة الذرة، تأثيرات أخرى تستقر النيوترونات.) المادة الغريبة: نوع من المادة الكواركية التي قد توجد داخل بعض النجوم النيوترونية القريبة من حدود تولمان-أوبنهايمر-فولكوف (حوالي 2<unk>3 كتلة شمسية). يمكن أن تكون مستقرة في حالات الطاقة المنخفضة بمجرد تشكيلها. حالة هول الكمية: مرحلة نظرية قد تمهد الطريق لتطوير الأجهزة الإلكترونية التي تبدد طاقة أقل وتولد حرارة أقل. هادا هو مشتق من حالة هول الكمية للمادة. مكثف بوسين-آينشتاين: مرحلة فيها عدد كبير من البوزونات جميعها تسكن نفس الحالة الكمية، وتصبح في الواقع موجة/جسيم واحد. وهي مرحلة ذات طاقة منخفضة، ولا يمكن تشكيلها إلا في ظروف المختبر ودرجات حرارة منخفضة جداً. لازم يكون قريب من الصفر، أو الصفر المطلق. توقع ساتيندرا ناث بوس وألبرت أينشتاين وجود مثل هذه الحالة في العشرينات من القرن العشرين، ولكن لم يلاحظها حتى عام 1995 من قبل إريك كورنيل وكارل ويمان. تكوينات الفيرميونية: تشبه تكوينات بوس-آينشتاين ولكن تتكون من الفيرميونات، وتعرف أيضًا باسم تكوينات فيرمي-ديراك. مبدأ استبعاد باولي يمنع الفيرميونات من الدخول إلى نفس الحالة الكمية، ولكن زوج من الفيرميونات يمكن أن يتصرف مثل البوزون، ويمكن بعد ذلك لعدة أزواج من هذا النوع الدخول إلى نفس الحالة الكمية دون قيود. التوصيل الفائق: هي ظاهرة من المقاومة الكهربائية الصفرية بالضبط وطرد الحقول المغناطيسية التي تحدث في مواد معينة عند تبريدها تحت درجة الحرارة الحرجة المميزة. التوصيل الفائق هو الحالة الأساسية للعديد من المعادن الأساسية. سوبر فلويد: مرحلة تتحقق من قبل عدد قليل من السوائل التجمدية في درجة حرارة شديدة حيث تصبح قادرة على التدفق دون الاحتكاك. يمكن للسيولة الفائقة أن تتدفق فوق الجانب من الحاوية المفتوحة وتسقط من الخارج. وضع السوائل الفائقة في حاوية تدور، غادي يخلق دوامات كوانتية. الصلبة الفائقة: على غرار السائل الفائق، يمكن للصلبة الفائقة أن تتحرك دون احتكاك ولكنها تحتفظ بشكل جامد. سائل الدوران الكمومي: حالة غير منظمة في نظام من الدوران الكمومي المتفاعل والتي تحافظ على اضطرابها في درجات الحرارة الضحلة، على عكس الحالات غير المنظمة الأخرى. السائل الشبكة: الذرات في هذه الحالة لها ترتيبات غير مستقرة، مثل السائل، ولكن لا تزال متسقة في النمط العام، مثل الصلبة. كريستال الزمن: حالة من المادة حيث يمكن للكائن أن يكون له حركة حتى في أدنى حالة الطاقة. ريدبيرج بولارون: حالة من المادة التي يمكن أن توجد فقط في درجات الحرارة المنخفضة جدا وتتكون من الذرات داخل الذرات. الجليد السوبريونيك الأسود: حالة من المادة التي يمكن أن توجد تحت ضغط عالي جدا بينما تتحمس بواسطة الليزر الخارق.
1. البلازما: البلازما هي الحالة الأكثر شيوعًا للمادة في الكون، ولكن نادرا ما توجد على الأرض. وتتكون هذه الحالة من الجسيمات المشحونة الحرة، مثل الأيونات والإلكترونات. ومع ذلك، يمكن أن تولد حقل مغناطيسي، على غرار الحالة الغازية. 2. السوائل الفائقة الحرجة: المادة التي تفتقر إلى تمييز واضح بين كونها غازية وسائلة. وتوجد هذه الحالة عند درجات الحرارة والضغوط العالية. 3. المادة التنكسية: حالة كثيفة جداً من المادة بسبب الضغوط العالية جداً. توجد هذه الحالة من المادة بشكل طبيعي في النجوم في حالاتها التطورية النهائية. 4. تكوّن بوز-آينشتاين: مرحلة من المادة فيها عدد كبير من البوزونات كلها تعيش في نفس الحالة الكمومية. تتطلب هذه المرحلة درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق للغاز منخفضة الكثافة. 5. التكثيف الفيرميوني: يشبه تكثيف بوس-آينشتاين، إلا أنه يحتوي على الفيرميونات بدلاً من البوزونات. 6. التوصيل الفائق: يمكن لبعض المواد الأساسية أن تحقق حالة أساسية من التوصيل الفائق حيث لا توجد مقاومة كهربائية ويتم طرد حقول التدفق المغناطيسي. في حين أن معظم الموصلات ستقلل المقاومة مع انخفاض درجة الحرارة، فإن الموصلات الفائقة ستحقق فجأة مقاومة صفرية عند درجة حرارة حرجة معينة. 7. السائل الفائق: يمكن لبعض السوائل أن تدخل هذه الحالة من المادة حيث، في درجات حرارة منخفضة للغاية، تصبح قادرة على التدفق دون احتكاك. 8. الصلبة الفائقة: تشبه السوائل الفائقة، إلا أنها يمكن أن تتحرك دون احتكاك في شكل صلب وصلب. التاسعة سائل الدوران الكمومي: حالة من المادة الموجودة في بعض المواد المتعلقة بدوران الكمومي. في معظم المواد المغناطيسية، تميل الدورانات إلى تشكيل أنماط بناءً على كيفية تفاعلها مع الدورانات المجاورة الأخرى. ومع ذلك، في سائل الدوران الكمومي، فإنها تبقى في حالة غير منظمة، ولا تشكل أبدًا نمط يمنعها من الوصول إلى حالة مستقرة ومنظمة. عشرة. السائل الشبكة السلسلة: الذرات في هذه الحالة لها نمط شامل ثابت مثل الصلبة، ولكن ترتيبها غير مستقر. واحد عشر. بلورات الزمن: نظام كمومي للجسيمات يظهر حركة غير حركية للجسيمات في أدنى حالة الطاقة. 12. ريدبيرغ بولارون: حالة غريبة من المادة تم إنشاؤها في درجات حرارة منخفضة حيث تحتوي ذرة كبيرة جداً على ذرات عادية أخرى بين النواة والإلكترونات. تلتاشر الجليد السوبريونيك الأسود: هذه المادة هي مرحلة من المياه التي توجد في ضغوط ودرجات حرارة عالية للغاية.