Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Trạng thái vật chất”
Nội dung được xóa Nội dung được thêm vào
Dòng 102:
Các tính chất này được giải thích bằng lý thuyết rằng [[ Heli-4|helium-4]] đồng vị phổ biến tạo thành một [[ngưng tụ Bose-Einstein]] (xem phần tiếp theo) ở trạng thái siêu lỏng. Gần đây, các siêu chất [[ Ngưng tụ fermionic|ngưng tụ Fermionic]] đã được hình thành ở nhiệt độ thậm chí thấp hơn bởi đồng vị hiếm [[Heli-3|helium-3]] và bởi [[Đồng vị của liti|lithium-6]] . <ref>{{Chú thích web|url=http://web.mit.edu/newsoffice/2005/matter.html|tựa đề=MIT physicists create new form of matter|tác giả=L. Valigra|ngày=22 June 2005|nhà xuất bản=[[Massachusetts Institute of Technology|MIT News]]|url lưu trữ=https://web.archive.org/web/20131211202945/http://web.mit.edu/newsoffice/2005/matter.html|ngày lưu trữ=11 December 2013|ngày truy cập=23 February 2010}}</ref>
=== Ngưng tụ Bose-Einstein ===
[[Tập tin:Bose_Einstein_condensate.png|liên_kết=https://vi.wikipedia.org/wiki/T%E1%BA%ADp%20tin:Bose_Einstein_condensate.png|phải|nhỏ|Vận tốc trong khí [[Rubiđi|rubidi]] khi nó được làm lạnh: nguyên liệu ban đầu ở bên trái và ngưng tụ Bose-Einstein ở bên phải.]]
{{Chính|Ngưng tụ Bose-Einstein}}Năm 1924, [[Albert Einstein]] và [[Satyendra Nath Bose|Satyendra Nath Bose đã]] tiên đoán "ngưng tụ Bose-Einstein" (BEC), đôi khi được gọi là trạng thái thứ năm của vật chất. Trong BEC, vật chất dừng hoạt động như các hạt độc lập và sụp đổ thành một trạng thái lượng tử duy nhất có thể được mô tả bằng một hàm sóng đơn, đồng nhất.
Trong pha khí, ngưng tụ Bose-Einstein vẫn là một dự đoán lý thuyết chưa được xác minh trong nhiều năm. Năm 1995, các nhóm nghiên cứu của [[Eric Allin Cornell|Eric Cornell]] và [[Carl Wieman]], thuộc [[ JILA|JILA]] tại [[ Đại học Colorado tại Boulder|Đại học Colorado tại Boulder]], đã tạo ra sản phẩm ngưng tụ đầu tiên như vậy bằng thực nghiệm. Một ngưng tụ Bose của Einstein là "lạnh" hơn một chất rắn. Nó có thể xảy ra khi các nguyên tử có [[ Mức năng lượng|mức lượng tử]] rất giống nhau (hoặc giống nhau), ở nhiệt độ rất gần với [[Nhiệt độ không tuyệt đối|độ không tuyệt đối]], {{Convert|−273,15|C|F}} .
=== Ngưng tụ fermionic ===
''Ngưng tụ fermionic'' tương tự như ngưng tụ Bose-Einstein nhưng bao gồm các [[fermion]] . [[Nguyên lý loại trừ Pauli|Nguyên tắc loại trừ Pauli]] ngăn các fermion đi vào cùng một trạng thái lượng tử, nhưng một cặp fermion có thể hoạt động như một boson, và nhiều cặp như vậy sau đó có thể vào cùng một trạng thái lượng tử mà không bị hạn chế.
=== Phân tử Rydberg ===
Một trong những [[ Trạng thái siêu bền|trạng thái siêu bền]] của plasma không lý tưởng mạnh là [[ Vấn đề Rydberg|vật chất Rydberg]], hình thành khi ngưng tụ các [[Trạng thái kích thích|nguyên tử bị kích thích]] . Những nguyên tử này cũng có thể biến thành [[ion]] và [[electron]] nếu chúng đạt đến nhiệt độ nhất định. Vào tháng 4 năm 2009, ''[[Nature]]'' đã báo cáo việc tạo ra các phân tử Rydberg từ một nguyên tử Rydberg và một nguyên tử [[trạng thái cơ bản]], <ref>{{Chú thích tạp chí|last=V. Bendkowsky|displayauthors=etal|date=2009|title=Observation of Ultralong-Range Rydberg Molecules|journal=[[Nature (journal)|Nature]]|volume=458|issue=7241|pages=1005–1008|bibcode=2009Natur.458.1005B|doi=10.1038/nature07945|pmid=19396141}}</ref> xác nhận rằng trạng thái vật chất như vậy có thể tồn tại. <ref>{{Chú thích báo|url=http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/8013343.stm|title=World First for Strange Molecule|last=V. Gill|date=23 April 2009|work=[[BBC News]]|access-date=23 February 2010|archive-url=https://web.archive.org/web/20090701082502/http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/8013343.stm|archive-date=1 July 2009}}</ref> Thí nghiệm được thực hiện bằng cách sử dụng các nguyên tử [[Rubiđi|rubidium ultracold]] .
=== Trạng thái lượng tử Hall ===
Một ''trạng thái Hall lượng tử'' làm tăng [[Hiệu ứng Hall|điện áp Hall]] lượng tử được đo theo hướng vuông góc với dòng điện. ''[[ Hiệu ứng Hall spin lượng tử|Trạng thái Hall spin lượng tử]]'' là một giai đoạn lý thuyết có thể mở đường cho sự phát triển của các thiết bị điện tử tiêu tán ít năng lượng hơn và tạo ra ít nhiệt hơn. Đây là một dẫn xuất của trạng thái lượng tử Hall.
=== Vật chất quang tử ===
Vật chất quang tử hay vật chất dạng photon là một hiện tượng trong đó [[Photon|các photon]] tương tác với một chất khí phát triển khối lượng rõ ràng và có thể tương tác với nhau, thậm chí tạo thành các "phân tử" quang tử. Nguồn của khối lượng là khí, rất lớn. Điều này trái ngược với các photon di chuyển trong không gian trống, không có [[ Đống lộn xộn còn lại|khối lượng nghỉ]] và không thể tương tác.
=== Dropleton ===
Một "sương mù lượng tử" của các electron và lỗ trống chảy xung quanh nhau và thậm chí gợn sóng như một chất lỏng, thay vì tồn tại dưới dạng các cặp rời rạc. <ref name="Luntz">{{Chú thích web|url=http://www.iflscience.com/physics/new-state-matter-discovered/#3Oe9x65kkHViXABt.99|tựa đề=New State of Matter Discovered|tác giả=Luntz|tên=Stephen|ngày=3 January 2014|website=IFLScience|ngôn ngữ=en|url lưu trữ=https://web.archive.org/web/20170416224429/http://www.iflscience.com/physics/new-state-matter-discovered/#3Oe9x65kkHViXABt.99|ngày lưu trữ=16 April 2017|ngày truy cập=16 April 2017}}</ref>
== Trạng thái năng lượng cao ==
=== Vật chất suy biến ===
Dưới áp lực cực lớn, như trong lõi của các ngôi sao đã chết, vật chất thông thường trải qua quá trình chuyển đổi sang một loạt các trạng thái kỳ lạ của vật chất được gọi chung là [[vật chất suy biến]] hay vật chất thoái hóa, được hỗ trợ chủ yếu bởi các hiệu ứng cơ học lượng tử. Trong vật lý, "suy biến" chỉ hai trạng thái có cùng năng lượng và do đó có thể thay thế cho nhau. Vật chất thoái hóa được hỗ trợ bởi [[Nguyên lý loại trừ Pauli|nguyên tắc loại trừ Pauli]], ngăn hai hạt [[Fermion|fermionic]] chiếm cùng một trạng thái lượng tử. Không giống như huyết tương thông thường, huyết tương thoái hóa mở rộng rất ít khi được làm nóng, vì đơn giản là không còn trạng thái động lượng. Do đó, các ngôi sao thoái hóa sụp đổ với mật độ rất cao. Những ngôi sao thoái hóa lớn hơn thì nhỏ hơn, bởi vì lực hấp dẫn tăng lên, nhưng áp lực không tăng theo tỷ lệ thuận.
[[Vật chất suy biến|Vật chất thoái hóa điện tử]] được tìm thấy bên trong [[Sao lùn trắng|các ngôi]] sao [[Sao lùn trắng|lùn trắng]] . Các electron vẫn liên kết với các nguyên tử nhưng có thể chuyển sang các nguyên tử lân cận. [[Vật chất suy biến|Vật chất thoái hóa neutron]] được tìm thấy trong các [[sao neutron]] . Áp suất hấp dẫn cực lớn nén các nguyên tử mạnh đến mức các electron buộc phải kết hợp với các proton thông qua phân rã beta nghịch đảo, dẫn đến một tập hợp neutron siêu đậm đặc. Thông thường [[Neutron|các neutron tự do]] bên ngoài hạt nhân nguyên tử sẽ [[Phóng xạ|phân rã]] với chu kỳ bán rã chỉ dưới 15 phút, nhưng trong một ngôi sao neutron, sự phân rã bị vượt qua bởi sự phân rã nghịch đảo. Vật chất thoái hóa lạnh cũng có mặt trong các hành tinh như [[Sao Mộc]] và trong các [[sao lùn nâu]] thậm chí còn lớn hơn, dự kiến sẽ có lõi với [[hydro kim loại]] . Do sự thoái hóa, các sao lùn nâu lớn hơn không lớn hơn đáng kể. Trong kim loại, các electron có thể được mô hình hóa như một chất khí thoái hóa di chuyển trong một mạng các ion dương không bị thoái hóa.
=== Vật chất quark ===
Trong vật chất lạnh thông thường, [[Quark|các quark]], các hạt cơ bản của vật chất hạt nhân, bị giới hạn bởi [[Tương tác mạnh|lực tương tác mạnh]] thành [[Hadron|các hadron]] bao gồm 2 quark4, như proton và neutron. Vật chất quark hoặc vật chất sắc ký lượng tử (QCD) là một nhóm các pha trong đó lực mạnh được khắc phục và các quark được xác định và tự do di chuyển. Các pha vật chất quark xảy ra ở mật độ hoặc nhiệt độ cực cao, và không có cách nào để tạo ra chúng ở trạng thái cân bằng trong phòng thí nghiệm; trong điều kiện bình thường, bất kỳ vật chất quark nào hình thành đều trải qua quá trình phân rã phóng xạ.
[[Vật chất lạ]] là một loại [[vật chất quark]] được nghi ngờ tồn tại bên trong một số sao neutron gần [[Giới hạn Tolman-Oppenheimer-Volkoff|giới hạn Tolman của Oppenheimer, DVR]] (khoảng 2 [[Khối lượng Mặt Trời|khối lượng mặt trời]] ), mặc dù không có bằng chứng trực tiếp về sự tồn tại của nó. Trong vật chất lạ, một phần năng lượng có sẵn biểu hiện dưới dạng [[quark lạ]], một chất tương tự nặng hơn của [[quark xuống]] chung. Nó có thể ổn định ở trạng thái năng lượng thấp hơn một khi được hình thành, mặc dù điều này không được biết đến.
[[ Quarkon gluon plasma|Plasma quarkon gluon]] là một pha nhiệt độ rất cao, trong đó [[Quark|các quark]] trở nên tự do và có thể di chuyển độc lập, thay vì liên tục liên kết thành các hạt, trong một biển [[gluon]], các hạt hạ nguyên tử truyền [[Tương tác mạnh|lực mạnh]] liên kết các quark lại với nhau. Điều này tương tự như sự giải phóng các electron khỏi các nguyên tử trong plasma. Trạng thái này có thể đạt được trong thời gian ngắn trong các va chạm ion nặng năng lượng cực cao trong [[máy gia tốc hạt]] và cho phép các nhà khoa học quan sát các tính chất của các quark riêng lẻ, và không chỉ là lý thuyết hóa. Huyết tương gluon quarkon được phát hiện tại [[CERN]] năm 2000. Không giống như plasma, chảy như chất khí, tương tác trong QGP rất mạnh và nó chảy như chất lỏng.
Ở mật độ cao nhưng nhiệt độ tương đối thấp, các quark được lý thuyết hóa để tạo thành một chất lỏng quark mà bản chất hiện chưa rõ. Nó tạo thành một pha [[ Khóa màu hương vị|khóa màu sắc]] riêng biệt (CFL) với mật độ thậm chí cao hơn. Pha này là [[siêu dẫn]] cho điện tích màu. Những pha này có thể xảy ra trong các [[sao neutron]] nhưng hiện tại chúng chỉ mang tính lý thuyết.
==== Ngưng tụ Bose-Einstein (Bose–Einstein condensate (BEC)) ====
| |||