حالت جدیدی از ماده کشف شد - مجله آرنا

دانشمندان دانشگاه کنستانز شیشه مایع را به عنوان حالت جدیدی از ماده کشف کردند. همانطور که ممکن است به نظر برسد، شیشه یک ماده شگفت آور و مرموز است. اکنون دانشمندان دانشگاه کنستانز (Konstanz) آلمان حالت جدیدی از ماده را به نام شیشه مایع شناسایی نموده اند که دارای بعضی خواص غیرمعمول است.

این یک مغالطه رایج است که شیشه را مایع می دانند، 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، بی نظم و بدون شکل است.

به طور معمول وقتی ماده ای از حالت مایع به جامد تبدیل می گردد، اتم های جریان آزاد قبلی به شکل یک بلور سفت و سخت صف می بندند، اما این در خصوص شیشه صدق نمی نماید، زیرا اتم های آن در حالت نامنظم سر جای خود بی حرکت می مانند و به اصطلاح منجمد می شوند. یا حداقل، معمولاً اینطور پیش می رود.

اکنون محققان در مطالعه جدید خود نوعی شیشه را کشف نموده اند که در آن اتم ها رفتار پیچیده ای از خود نشان می دهند، رفتاری که قبلاً هرگز در شیشه ها دیده نشده است. در این شیشه اساساً اتم ها می توانند حرکت نمایند، اما قادر به چرخش نیستند.

محققان این کشف را در یک سیستم مدل از تعلیق های کلوئیدی انجام داد. تعلیق کلوئیدی اساساً یک فاز پایدار است که تمایل کمی به تجمع و جداسازی از فاز مایع نشان می دهد. بی ثبات سازی شرایط کلوئیدی برای جداسازی رسوبات شیمیایی به طور موثر از فاز مایع لازم است.

این مخلوط ها از ذرات جامد عظیم معلق در یک مایع تشکیل شده اند و مشاهده رفتار فیزیکی اتم ها یا مولکول ها را برای دانشمندان آسان تر می نماید. 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 می فرایند.

محققان با آزمایش غلظت های مختلف ذرات در مایع، میزان حرکت و چرخش آن ها را ردیابی کردند. خاتمه آن ها دریافتند که در غلظت های بالاتر، این ذرات مانع چرخش یکدیگر می شوند، اما آن ها همچنان می توانند حرکت نمایند و حالت شیشه مایع را تشکیل می دهند.

آندریاس زومبوش نویسنده اصلی این مطالعه می گوید: چرخش ذرات در تراکم های خاصی از حرکت باز ایستاد، در حالی که حرکت آن ها همچنان ادامه داشت.

این تیم می گوید که رفتار مشاهده شده از دو انتقال شیشه و تعامل آن ها با یکدیگر ناشی می گردد. چندین دهه است که وجود شیشه مایع پیش بینی شده است و مشاهدات جدید نشان می دهد که فرآیند های مشابه می توانند در سایر سیستم های تشکیل دهنده شیشه نیز کار نمایند.

ماتیاس فوکس از محققان این مطالعه می گوید: این از نظر نظری فوق العاده جالب است. آزمایشات ما شواهدی را ارائه می دهد که جامعه علمی مدت ها است آن ها را دنبال می نماید.

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