برای شما

نگاهی به خواص حالت ششم ماده .

 با عرض تسلیت بابت مرگ هموطنانمان بر اثر سانحه سـقـوط هواپیما در تهران .         

          

     محققان ناسا حالت جدیدی از ماده را کشف کردند که حالت چگالیده فرمیونی نام دارند . طی مدت زمان طولانی ماده را به سه حالت می شناختند که عبارت بودند از جامد ، مایع و گاز . اما امروزه می دانیم که این سه حالت تنها نیمی از از حالت های شناخته شده هستند و حداقل شش حالت برای ماده وجود دارد . این شش حالت عبارتند از : جامد ، مایع ، گاز ، پلاسما ، حالت چگالیده بوز - انیشتین و حالت چگالیده فرمیونی . دکتر جین دبورا سرپرست گروه دانشمندانی که چگالش فرمیونی را کشف کردند درباره یافته های جدید می گوید : دسامبر سال گذشته زمانی که حالت جدید را کشف کردیم برای ما اوقات هیجان انگیزی بود گروه ما هم به خاطر هیجان ناشی از پیشرفت های چشمگیر و هم به خاطر رقابت فشرده برای کشف حالت جدید بسیار سخت کار می کرد تا این که نتیجه دلخواه به دست آمد .

     اگر از دانش آموزان دوره دبیرستان خواص معمولی مواد را بپرسید پاسخ می دهند : جامدها شکل ثابتی دارند و از نظر فیزیکی سخت هستند اما قابلیت خرد شدن را هم دارند . مایعات به آسانی جریان می یابند اما متراکم کردن آنها بسیار سخت است و در هر ظرفی قرار گیرند شکل ظرف را به خود می گیرند . گازها کمترین چگالی را در مقایسه با سایر حالات دارند و به آسانی متراکم می شوند . گازها نه تنها در هر ظرفی قرار شکل ظرف را به خود می گیرند ، بلکه در تمام حجم ظرف پراکنه می شوند و تمام فضای ظرف را اشغال می کنند . چهارمین شکل ماده پلاسما است . این حالت تقریباً شبیه گاز است اما اتم های سازنده پلاسما به الکترون ها و یون ها شگافته شده اند . خورشید نمونه ای از پلاسما است . در واقع بیشتر ماده جهان به صورت پلاسما است . پلاسماها معمولاً بسیار داغ اند از این رو نمی توان پلاسما را تولید کرد و در ظرف های معمولی نگهداری کرد . پلاسما را با استفاده از میدان مغناطیسی می توان در یک محدوده از فضا حبس کرد .    

                         

     پنجمین شکل ماده ، حالت چگالیده بوز – انیشتین است که در سال 1995 کشف شد . این حالت از ماده زمانی پدید آمد که دانشمندان موفق شدند بوزون ها زا تا دمایی بسیار پایین سرد کنند . در دماهای بسیار پایین ، بوزون ها به صورت سوپرذرات منفردی درمی آیند که بیشتر از آن که ذره مادی باشند موج مانند به نظر می رسند . این حالت از ماده بسیار شکننده است و نور به آهستگی از میان آن عبور می کند . پس از چند سال از کشف حالت چگالیده بوز – انیشتین ، اینک حالت چگالیده فرمیونی هم به حالت های قبل اضافه شده است . این شکل از ماده چنان بدیع است که هنوز اقلب خواص آن ناشناخته است . اما آنچه که مسلم است ، این حالت در دمای بسیار پایین هم قابل دسترسی است . دکتر جین و همکارانش برای دستیابی به این ماده جدید ، تعداد 500 هزار اتم پتاسیم با  عدد جرمی 40 را تا دمای کمتر از یک میلیونیم کلوین سرد کردند .این دما بسیار نزدیک به صفر مطلق است . در این حالت اتم های پتاسیم بدون آن که چسبندگی میان آنها وجود داشته باشد ، به صورت مایع جریان می افتند . پایین تر از این دما چه اتفاقی می افتد ؟ جواب این سوال را کسی نمی داند . دانشمندان در حال حاضر برای یافتن پاسخ این سوال به تحقیق مشغولند . حالت چگالیده فرمیونی تا حدی شبیه چگالش بوز – انیشتین است .

     هر دو حالت از اتم هایی تشکیل شده اند که این اتم ها در دمای پایین به هم می پیوندند و جسم واحدی را تشکیل می دهند . در چگالش بوز – انیشتین اتم ها از نوع بوزون هستند در حالی که در چگالش فرمیونی اتم های فرمیون هستند .   

مطلب بعدی این وبلاگ مربوط به بونزنها و فرمیون ها است .