حالت جدیدی از ماده کشف شد

خبرگزاری ایسنا: دانشمندان دانشگاه "کنستانز" شیشه مایع را به عنوان حالت جدیدی از ماده کشف کردند.

همانطور که ممکن است به نظر برسد، شیشه یک ماده شگفت‌آور و مرموز است. اکنون دانشمندان دانشگاه "کنستانز"(Konstanz) آلمان حالت جدیدی از ماده را به نام "شیشه مایع" شناسایی کرده‌اند که دارای برخی خواص غیرمعمول است.

این یک مغالطه رایج است که شیشه را مایع می‌دانند، چیزی که توسط معلمان دبیرستان به شکل نادرست آموزش داده شده است. اما این موضوع از نظر فنی درست نیست، چرا که شیشه در واقع یک جامد غیر متبلور، بی‌نظم و بدون شکل است.

به طور معمول وقتی ماده‌ای از حالت مایع به جامد تبدیل می‌شود، اتم‌های جریان آزاد قبلی به شکل یک بلور سفت و سخت صف می‌بندند، اما این در مورد شیشه صدق نمی‌کند، زیرا اتم‌های آن در حالت نامنظم سر جای خود بی‌حرکت می‌مانند و به اصطلاح منجمد می‌شوند. یا حداقل، معمولاً اینطور پیش می‌رود.

اکنون محققان در مطالعه جدید خود نوعی شیشه را کشف کرده‌اند که در آن اتم ها رفتار پیچیده‌ای از خود نشان می‌دهند، رفتاری که قبلاً هرگز در شیشه‌ها دیده نشده است. در این شیشه اساساً اتم‌ها می‌توانند حرکت کنند، اما قادر به چرخش نیستند.

محققان این کشف را در یک سیستم مدل از تعلیق‌های کلوئیدی انجام داد. تعلیق کلوئیدی اساساً یک فاز پایدار است که تمایل کمی به تجمع و جداسازی از فاز مایع نشان می‌دهد. بی‌ثبات سازی وضعیت کلوئیدی برای جداسازی رسوبات شیمیایی به طور موثر از فاز مایع ضروری است.

این مخلوط‌ها از ذرات جامد بزرگ معلق در یک مایع تشکیل شده‌اند و مشاهده رفتار فیزیکی اتم‌ها یا مولکول‌ها را برای دانشمندان آسان‌تر می‌کند. به طور معمول این ذرات به شکل کروی هستند، اما برای این آزمایش محققان از ذرات بیضوی استفاده کردند تا بتوانند تشخیص دهند که به کدام سمت می‌روند.

محققان با آزمایش غلظت‌های مختلف ذرات در مایع، میزان حرکت و چرخش آنها را ردیابی کردند. سرانجام آنها دریافتند که در غلظت‌های بالاتر، این ذرات مانع چرخش یکدیگر می‌شوند، اما آنها همچنان می‌توانند حرکت کنند و حالت شیشه مایع را تشکیل می‌دهند.

"آندریاس زومبوش" نویسنده اصلی این مطالعه می‌گوید: چرخش ذرات در تراکم‌های خاصی از حرکت باز ایستاد، در حالی که حرکت آنها همچنان ادامه داشت.

این تیم می‌گوید که رفتار مشاهده شده از دو انتقال شیشه و تعامل آنها با یکدیگر ناشی می‌شود. چندین دهه است که وجود شیشه مایع پیش‌بینی شده است و مشاهدات جدید نشان می‌دهد که فرآیندهای مشابه می‌توانند در سایر سیستم‌های تشکیل دهنده شیشه نیز کار کنند.

"ماتیاس فوکس" از محققان این مطالعه می‌گوید: این از نظر نظری فوق‌العاده جالب است. آزمایشات ما شواهدی را ارائه می‌دهد که جامعه علمی مدت‌ها است آنها را دنبال می‌کند.

این تحقیق در مجله Proceedings of the National Academy of Science منتشر شده است.