Bahan dengan sifat yang menakjubkan. Bahan menakjubkan Bahan kimia dengan sifat luar biasa

pilihan "paling melampau". Pasti, kita semua pernah mendengar cerita tentang magnet yang cukup kuat untuk mencederakan kanak-kanak dari dalam dan asid yang akan melalui tangan anda dalam masa beberapa saat, tetapi terdapat lebih banyak versi "melampau" ini.

1. Perkara paling hitam yang diketahui manusia

Apakah yang berlaku jika anda menyusun tepi tiub nano karbon di atas satu sama lain dan lapisan bergantian daripadanya? Hasilnya adalah bahan yang menyerap 99.9% cahaya yang mengenainya. Permukaan mikroskopik bahan tidak rata dan kasar, yang membiaskan cahaya dan juga merupakan permukaan reflektif yang lemah. Selepas itu, cuba gunakan tiub nano karbon sebagai superkonduktor dalam susunan tertentu, yang menjadikannya penyerap cahaya yang sangat baik, dan anda akan mendapat ribut hitam yang sebenar. Para saintis benar-benar hairan dengan potensi penggunaan bahan ini, kerana, sebenarnya, cahaya tidak "hilang", bahan itu boleh digunakan untuk memperbaiki peranti optik seperti teleskop dan juga digunakan untuk sel suria yang beroperasi pada kecekapan hampir 100%.

2. Bahan yang paling mudah terbakar

Banyak benda terbakar pada kadar yang menakjubkan, seperti styrofoam, napalm, dan itu hanya permulaan. Tetapi bagaimana jika ada bahan yang boleh membakar bumi? Di satu pihak, ini adalah soalan provokatif, tetapi ia ditanya sebagai titik permulaan. Klorin trifluorida mempunyai reputasi yang meragukan sebagai bahan yang sangat mudah terbakar, walaupun Nazi percaya bahan itu terlalu berbahaya untuk digunakan. Apabila orang yang membincangkan pembunuhan beramai-ramai percaya bahawa tujuan mereka dalam hidup bukanlah untuk menggunakan sesuatu kerana ia terlalu mematikan, ia menyokong pengendalian bahan ini dengan berhati-hati. Mereka mengatakan bahawa pada suatu hari satu tan bahan tumpah dan kebakaran bermula, dan 30.5 cm konkrit serta satu meter pasir dan kerikil terbakar sehingga semuanya tenang. Malangnya, Nazi betul.

3. Bahan yang paling beracun

Beritahu saya, apa yang anda paling tidak mahu dapatkan di muka anda? Ini mungkin racun yang paling mematikan, yang berhak mendapat tempat ke-3 di antara bahan ekstrem utama. Racun sedemikian sememangnya berbeza daripada apa yang terbakar melalui konkrit, dan daripada asid terkuat di dunia (yang tidak lama lagi akan dicipta). Walaupun tidak sepenuhnya benar, anda semua sudah pasti mendengar daripada komuniti perubatan tentang Botox, dan terima kasih kepadanya, racun yang paling mematikan telah menjadi terkenal. Botox menggunakan toksin botulinum, yang dihasilkan oleh bakteria Clostridium botulinum, dan ia sangat mematikan, dengan jumlah sebutir garam cukup untuk membunuh orang seberat 200 paun. Malah, saintis telah mengira bahawa semburan hanya 4 kg bahan ini sudah cukup untuk membunuh semua orang di bumi. Seekor helang mungkin akan memperlakukan ular tedung dengan lebih berperikemanusiaan daripada racun ini akan merawat seseorang.

4. Bahan yang paling panas

Terdapat sangat sedikit perkara di dunia yang diketahui manusia yang lebih panas daripada bahagian dalam Hot Pocket yang baru dipanaskan dalam gelombang mikro, tetapi bahan ini nampaknya akan memecahkan rekod itu juga. Dicipta dengan melanggar atom emas pada hampir kelajuan cahaya, bahan itu dipanggil "sup" quark-gluon dan mencapai 4 trilion darjah Celsius yang gila, yang hampir 250,000 kali lebih panas daripada bahan di dalam Matahari. Jumlah tenaga yang dibebaskan dalam perlanggaran akan mencukupi untuk mencairkan proton dan neutron, yang dengan sendirinya mempunyai ciri-ciri yang anda tidak akan mengesyaki. Para saintis berkata bahan ini boleh memberi kita gambaran tentang kelahiran alam semesta kita, jadi perlu difahami bahawa supernova kecil tidak dicipta untuk berseronok. Walau bagaimanapun, berita yang sangat baik ialah "sup" mengambil satu trilion sentimeter dan bertahan selama satu trilion satu trilion saat.

5. Asid paling kaustik

Asid adalah bahan yang dahsyat, salah satu raksasa yang paling menakutkan di pawagam telah diberikan darah asid untuk menjadikannya lebih dahsyat daripada hanya mesin pembunuh (Alien), jadi sudah tertanam dalam diri kita bahawa pendedahan kepada asid adalah perkara yang sangat buruk. Sekiranya "makhluk asing" itu diisi dengan asid fluorida-antimoni, bukan sahaja mereka akan jatuh jauh ke dalam lantai, tetapi asap yang dikeluarkan dari mayat mereka akan membunuh semua yang ada di sekeliling mereka. Asid ini 21019 kali lebih kuat daripada asid sulfurik dan boleh meresap melalui kaca. Dan ia boleh meletup jika anda menambah air. Dan semasa tindak balasnya, asap toksik dikeluarkan yang boleh membunuh sesiapa sahaja di dalam bilik.

6. Bahan letupan yang paling meletup

Malah, tempat ini kini dikongsi oleh dua komponen: HMX dan heptanitrocubane. Heptanitrocubane terutamanya wujud di makmal, dan serupa dengan HMX, tetapi mempunyai struktur kristal yang lebih padat, yang membawa potensi yang lebih besar untuk kemusnahan. HMX, sebaliknya, wujud dalam kuantiti yang cukup besar yang boleh mengancam kewujudan fizikal. Ia digunakan dalam bahan api pepejal untuk roket, dan juga untuk peledak senjata nuklear. Dan yang terakhir adalah yang paling teruk, kerana walaupun betapa mudahnya ia berlaku dalam filem, memulakan tindak balas pembelahan/pencantuman yang menghasilkan awan nuklear bercahaya terang yang kelihatan seperti cendawan bukanlah tugas yang mudah, tetapi HMX melakukannya dengan sempurna.

7. Bahan yang paling radioaktif

Bercakap tentang sinaran, perlu dinyatakan bahawa rod "plutonium" hijau bercahaya yang ditunjukkan dalam The Simpsons hanyalah fiksyen. Hanya kerana sesuatu itu radioaktif tidak bermakna ia bersinar. Perlu disebutkan kerana polonium-210 sangat radioaktif sehingga ia bercahaya biru. Bekas perisik Soviet Alexander Litvinenko telah diperdaya supaya bahan itu ditambahkan pada makanannya dan meninggal dunia akibat kanser tidak lama kemudian. Ini bukan sesuatu yang anda ingin bergurau, cahaya disebabkan oleh udara di sekeliling bahan yang terjejas oleh sinaran dan, sebenarnya, objek di sekelilingnya boleh menjadi panas. Apabila kita menyebut "radiasi," kita fikir, sebagai contoh, reaktor nuklear atau letupan di mana tindak balas pembelahan sebenarnya berlaku. Ini hanya pembebasan zarah terion, dan bukan pemisahan atom di luar kawalan.

8. Bahan yang paling berat

Jika anda menganggap bahan paling berat di Bumi ialah berlian, itu adalah tekaan yang baik tetapi tidak tepat. Ini ialah nanorod berlian yang direka bentuk secara teknikal. Ia sebenarnya adalah koleksi berlian berskala nano, bahan paling kurang mampat dan paling berat yang diketahui manusia. Ia sebenarnya tidak wujud, tetapi ia agak berguna kerana ia bermakna suatu hari nanti kita boleh menutup kereta kita dengan barangan ini dan hanya menyingkirkannya apabila berlaku perlanggaran kereta api (bukan peristiwa yang realistik). Bahan ini telah dicipta di Jerman pada tahun 2005 dan mungkin akan digunakan pada tahap yang sama seperti berlian industri, kecuali bahan baharu itu lebih tahan haus dan lusuh berbanding berlian biasa.

9. Bahan yang paling magnetik

Jika induktor adalah sekeping hitam kecil, maka ia akan menjadi bahan yang sama. Bahan yang dibangunkan pada tahun 2010 daripada besi dan nitrogen, mempunyai kuasa magnet yang 18% lebih besar daripada pemegang rekod sebelumnya dan sangat berkuasa sehingga memaksa saintis untuk mempertimbangkan semula cara kemagnetan berfungsi. Orang yang menemui bahan ini menjauhkan diri daripada kajiannya supaya tiada saintis lain dapat menghasilkan semula karyanya, kerana dilaporkan bahawa sebatian serupa telah dibangunkan di Jepun pada masa lalu pada tahun 1996, tetapi ahli fizik lain tidak dapat menghasilkan semula, jadi bahan ini tidak diterima secara rasmi. Tidak jelas sama ada ahli fizik Jepun harus berjanji untuk membuat Sepuku dalam keadaan ini. Jika bahan ini boleh dihasilkan semula, ia boleh menandakan zaman baharu elektronik dan motor magnetik yang cekap, mungkin dipertingkatkan kuasa dengan susunan magnitud.

10. Bendalir lampau terkuat

Superfluidity ialah keadaan jirim (sama ada pepejal atau gas) yang berlaku pada suhu yang sangat rendah, mempunyai kekonduksian terma yang tinggi (setiap auns bahan itu mestilah pada suhu yang sama) dan tiada kelikatan. Helium-2 adalah wakil yang paling tipikal. Cawan helium-2 secara spontan akan naik dan tumpah keluar dari bekas. Helium-2 juga akan bocor melalui bahan pepejal lain, kerana kekurangan geseran sepenuhnya membolehkan ia mengalir melalui lubang tidak kelihatan lain yang helium biasa (atau air untuk perkara itu) tidak akan bocor melaluinya. Helium-2 tidak mencapai keadaan yang sepatutnya pada nombor 1, seolah-olah ia mempunyai keupayaan untuk bertindak sendiri, walaupun ia juga merupakan konduktor haba yang paling cekap di Bumi, beberapa ratus kali lebih baik daripada tembaga. Haba bergerak dengan pantas melalui Helium-2 sehingga ia bergerak dalam gelombang, seperti bunyi (sebenarnya dikenali sebagai "bunyi kedua"), dan bukannya dilesapkan, di mana ia hanya bergerak dari satu molekul ke molekul yang lain. Dengan cara ini, daya yang mengawal keupayaan helium-2 untuk merangkak di sepanjang dinding dipanggil "bunyi ketiga." Anda tidak mungkin mendapat apa-apa yang lebih melampau daripada bahan yang memerlukan takrifan 2 jenis bunyi baharu.

Bagaimanakah "mel otak" berfungsi - menghantar mesej dari otak ke otak melalui Internet

10 misteri dunia yang akhirnya didedahkan oleh sains

10 soalan utama tentang Alam Semesta yang saintis sedang mencari jawapannya sekarang

8 perkara yang tidak dapat dijelaskan oleh sains

Misteri Saintifik Berusia 2,500 Tahun: Mengapa Kita Menguap

3 hujah paling bodoh yang digunakan oleh penentang Teori Evolusi untuk membenarkan kejahilan mereka

Adakah mungkin untuk merealisasikan kebolehan wira-wira dengan bantuan teknologi moden?

Atom, kilauan, nuktemeron dan tujuh lagi unit masa yang anda tidak pernah dengar

Kebanyakan orang boleh dengan mudah menamakan tiga keadaan klasik jirim: cecair, pepejal dan gas. Mereka yang tahu sedikit ilmu akan menambah plasma kepada ketiga-tiga ini. Tetapi dari masa ke masa, saintis telah mengembangkan senarai kemungkinan keadaan jirim melebihi empat ini. Dalam proses itu, kami belajar banyak tentang Big Bang, lightsabers, dan keadaan rahsia jirim yang tersembunyi dalam ayam yang rendah hati.

Pepejal amorfus ialah subset yang agak menarik bagi keadaan pepejal yang terkenal. Dalam objek pepejal biasa, molekulnya tersusun dengan baik dan tidak mempunyai banyak ruang untuk bergerak. Ini memberikan pepejal kelikatan yang tinggi, yang merupakan ukuran rintangan untuk mengalir. Cecair, sebaliknya, mempunyai struktur molekul yang tidak teratur yang membolehkannya mengalir, merebak, mengubah bentuk dan mengambil bentuk bekas yang berada di dalamnya. Pepejal amorf berada di antara kedua-dua keadaan ini. Semasa proses vitrifikasi, cecair menyejuk dan kelikatannya meningkat ke tahap di mana bahan tidak lagi mengalir seperti cecair, tetapi molekulnya kekal tidak teratur dan tidak mengambil struktur kristal seperti pepejal biasa.

Contoh pepejal amorf yang paling biasa ialah kaca. Selama beribu-ribu tahun, orang telah membuat kaca daripada silikon dioksida. Apabila pembuat kaca menyejukkan silika daripada keadaan cairnya, ia sebenarnya tidak menjadi pejal apabila ia jatuh di bawah takat leburnya. Apabila suhu menurun, kelikatan meningkat dan bahan kelihatan lebih keras. Walau bagaimanapun, molekulnya masih kekal tidak teratur. Dan kemudian kaca menjadi amorf dan keras pada masa yang sama. Proses peralihan ini membolehkan tukang membuat struktur kaca yang cantik dan nyata.

Apakah perbezaan fungsi antara pepejal amorf dan keadaan pepejal biasa? Dalam kehidupan seharian ia tidak begitu ketara. Kaca kelihatan sepenuhnya pepejal sehingga anda mengkajinya pada tahap molekul. Dan mitos bahawa kaca menitis dari masa ke masa tidak bernilai satu sen pun. Selalunya, mitos ini disokong oleh hujah bahawa kaca lama di gereja kelihatan lebih tebal di bahagian bawah, tetapi ini disebabkan oleh ketidaksempurnaan dalam proses peniupan kaca pada masa kaca itu dicipta. Walau bagaimanapun, mengkaji pepejal amorf seperti kaca adalah menarik dari sudut pandangan saintifik untuk mengkaji peralihan fasa dan struktur molekul.

Cecair superkritikal (cecair)

Kebanyakan peralihan fasa berlaku pada suhu dan tekanan tertentu. Umum mengetahui bahawa peningkatan suhu akhirnya akan menukar cecair kepada gas. Walau bagaimanapun, apabila tekanan meningkat bersama-sama dengan suhu, cecair membuat lompatan ke alam cecair superkritikal, yang mempunyai sifat-sifat gas dan cecair. Sebagai contoh, cecair superkritikal boleh melalui pepejal seperti gas, tetapi juga boleh bertindak sebagai pelarut seperti cecair. Menariknya, cecair superkritikal boleh dibuat lebih seperti gas atau lebih seperti cecair, bergantung pada gabungan tekanan dan suhu. Ini telah membolehkan saintis menemui banyak aplikasi untuk cecair superkritikal.

Walaupun cecair superkritikal tidak sebiasa pepejal amorfus, anda mungkin berinteraksi dengannya sama kerap anda berinteraksi dengan kaca. Karbon dioksida superkritikal disukai oleh syarikat pembuatan bir kerana keupayaannya bertindak sebagai pelarut apabila bertindak balas dengan hop, dan syarikat kopi menggunakannya untuk membuat kopi tanpa kafein terbaik. Cecair superkritikal juga telah digunakan untuk membuat hidrolisis lebih cekap dan untuk membolehkan loji kuasa beroperasi pada suhu yang lebih tinggi. Secara umum, anda mungkin menggunakan produk sampingan cecair superkritikal setiap hari.

Gas merosot

Walaupun pepejal amorfus sekurang-kurangnya ditemui di planet Bumi, bahan merosot hanya terdapat dalam jenis bintang tertentu. Gas merosot wujud apabila tekanan luar sesuatu bahan tidak ditentukan oleh suhu, seperti di Bumi, tetapi oleh prinsip kuantum yang kompleks, khususnya prinsip Pauli. Disebabkan ini, tekanan luar bahan yang merosot akan dikekalkan walaupun suhu bahan jatuh kepada sifar mutlak. Dua jenis utama bahan terdegenerasi diketahui: bahan terdegenerasi elektron dan bahan terdegenerasi neutron.

Bahan merosot secara elektronik wujud terutamanya dalam kerdil putih. Ia terbentuk dalam teras bintang apabila jisim jirim di sekeliling teras cuba untuk memampatkan elektron teras kepada keadaan tenaga yang lebih rendah. Walau bagaimanapun, mengikut prinsip Pauli, dua zarah yang sama tidak boleh berada dalam keadaan tenaga yang sama. Oleh itu, zarah "menolak" perkara di sekeliling nukleus, mewujudkan tekanan. Ini hanya boleh dilakukan jika jisim bintang kurang daripada 1.44 jisim suria. Apabila bintang melebihi had ini (dikenali sebagai had Chandrasekhar), ia hanya akan runtuh menjadi bintang neutron atau lohong hitam.

Apabila bintang runtuh dan menjadi bintang neutron, ia tidak lagi mempunyai bahan terdegenerasi elektron, ia diperbuat daripada bahan terdegenerasi neutron. Kerana bintang neutron adalah berat, elektron bergabung dengan proton dalam terasnya untuk membentuk neutron. Neutron bebas (neutron tidak terikat dalam nukleus atom) mempunyai separuh hayat 10.3 minit. Tetapi dalam teras bintang neutron, jisim bintang membenarkan neutron wujud di luar teras, membentuk jirim neutron-merosot.

Bentuk eksotik lain bahan merosot mungkin juga wujud, termasuk bahan pelik, yang boleh wujud dalam bentuk bintang yang jarang ditemui bintang quark. Bintang kuark ialah peringkat antara bintang neutron dan lubang hitam, di mana kuark dalam teras dipisahkan dan membentuk sup kuark bebas. Kami belum lagi melihat jenis bintang ini, tetapi ahli fizik mengakui kewujudannya.

Superfluidity

Mari kembali ke Bumi untuk membincangkan cecair super. Superfluidity ialah keadaan jirim yang wujud dalam isotop helium, rubidium dan litium tertentu yang disejukkan kepada hampir sifar mutlak. Keadaan ini serupa dengan kondensat Bose-Einstein (Bose-Einstein condensate, BEC), dengan sedikit perbezaan. Sesetengah BEC adalah cecair super, dan beberapa cecair super adalah BEC, tetapi tidak semua adalah sama.

Helium cecair terkenal dengan keterlebihan bendalirnya. Apabila helium disejukkan ke "titik lambda" -270 darjah Celsius, sebahagian daripada cecair menjadi cecair lampau. Jika anda menyejukkan kebanyakan bahan ke satu titik tertentu, tarikan antara atom mengatasi getaran terma dalam bahan, membolehkan mereka membentuk struktur pepejal. Tetapi atom helium berinteraksi antara satu sama lain dengan sangat lemah sehingga mereka boleh kekal cair pada suhu hampir sifar mutlak. Ternyata pada suhu ini ciri-ciri atom individu bertindih, menimbulkan sifat superfluiditi yang aneh.

Cecair super tidak mempunyai kelikatan dalaman. Cecair super yang diletakkan di dalam tabung uji mula menjalar ke tepi tabung uji, seolah-olah menentang undang-undang graviti dan tegangan permukaan. Helium cecair mudah bocor kerana ia boleh tergelincir walaupun melalui lubang mikroskopik. Superfluidity juga mempunyai sifat termodinamik yang pelik. Dalam keadaan ini, bahan mempunyai entropi termodinamik sifar dan kekonduksian terma tak terhingga. Ini bermakna dua cecair super tidak boleh berbeza secara haba. Jika anda menambah haba kepada bahan cecair super, ia akan mengalirkannya dengan cepat sehingga gelombang haba terbentuk yang bukan ciri cecair biasa.

kondensat Bose-Einstein

Kondensat Bose-Einstein mungkin merupakan salah satu bentuk jirim yang paling terkenal. Pertama, kita perlu memahami apa itu boson dan fermion. Fermion ialah zarah dengan putaran separuh integer (seperti elektron) atau zarah komposit (seperti proton). Zarah-zarah ini mematuhi prinsip pengecualian Pauli, yang membolehkan jirim terdegenerasi elektron wujud. Boson, bagaimanapun, mempunyai putaran integer penuh, dan beberapa boson boleh menduduki keadaan kuantum yang sama. Boson termasuk sebarang zarah pembawa daya (seperti foton), serta beberapa atom, termasuk helium-4 dan gas lain. Unsur dalam kategori ini dikenali sebagai atom boson.

Pada tahun 1920-an, Albert Einstein membina hasil kerja ahli fizik India Satyendra Nath Bose untuk mencadangkan bentuk jirim baharu. Teori asal Einstein ialah jika anda menyejukkan gas unsur tertentu kepada suhu pecahan darjah di atas sifar mutlak, fungsi gelombangnya akan bergabung untuk mencipta satu "superatom." Bahan sedemikian akan mempamerkan kesan kuantum pada tahap makroskopik. Tetapi tidak sampai tahun 1990-an barulah teknologi yang diperlukan untuk menyejukkan unsur kepada suhu sedemikian muncul. Pada tahun 1995, saintis Eric Cornell dan Carl Wieman dapat menggabungkan 2,000 atom menjadi kondensat Bose-Einstein yang cukup besar untuk dilihat dengan mikroskop.

Kondensat Bose-Einstein berkait rapat dengan cecair super, tetapi juga mempunyai set sifat unik mereka sendiri. Kelakar juga BEC boleh memperlahankan kelajuan cahaya biasa. Pada tahun 1998, saintis Harvard Lene Howe dapat memperlahankan cahaya hingga 60 kilometer sejam dengan memancarkan laser melalui sampel BEC berbentuk cerut. Dalam eksperimen kemudian, kumpulan Howe dapat menghentikan sepenuhnya cahaya dalam BEC dengan mematikan laser apabila cahaya melalui sampel. Ini membuka bidang komunikasi baharu berdasarkan pengkomputeran cahaya dan kuantum.

Logam Jahn–Teller

Logam Jahn-Teller ialah bayi terbaharu dalam dunia keadaan jirim, kerana saintis hanya berjaya menciptanya buat kali pertama pada tahun 2015. Jika eksperimen disahkan oleh makmal lain, logam ini boleh mengubah dunia, kerana ia mempunyai sifat penebat dan superkonduktor.

Para saintis yang diketuai oleh ahli kimia Cosmas Prassides bereksperimen dengan memperkenalkan rubidium ke dalam struktur molekul karbon-60 (biasanya dikenali sebagai fullerene), yang menyebabkan fullerene mengambil bentuk baharu. Logam ini dinamakan sempena kesan Jahn-Teller, yang menerangkan bagaimana tekanan boleh mengubah bentuk geometri molekul kepada konfigurasi elektronik baharu. Dalam kimia, tekanan dicapai bukan sahaja dengan memampatkan sesuatu, tetapi juga dengan menambahkan atom atau molekul baru pada struktur sedia ada, mengubah sifat asasnya.

Apabila kumpulan penyelidik Prassides mula menambah rubidium kepada molekul karbon-60, molekul karbon berubah daripada penebat kepada semikonduktor. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh kesan Jahn-Teller, molekul cuba kekal dalam konfigurasi lama, mencipta bahan yang cuba menjadi penebat tetapi mempunyai sifat elektrik superkonduktor. Peralihan antara penebat dan superkonduktor tidak pernah dipertimbangkan sehingga eksperimen ini bermula.

Perkara yang menarik tentang logam Jahn-Teller ialah ia menjadi superkonduktor pada suhu tinggi (-135 darjah Celsius, bukannya 243.2 darjah biasa). Ini membawa mereka lebih dekat kepada tahap yang boleh diterima untuk pengeluaran besar-besaran dan percubaan. Jika disahkan, kita mungkin selangkah lebih dekat untuk mencipta superkonduktor yang beroperasi pada suhu bilik, yang seterusnya akan merevolusikan banyak bidang kehidupan kita.

Bahan fotonik

Selama beberapa dekad, foton dipercayai adalah zarah tak berjisim yang tidak berinteraksi antara satu sama lain. Walau bagaimanapun, sejak beberapa tahun kebelakangan ini, saintis di MIT dan Harvard telah menemui cara baharu untuk "memberi" jisim ringan—malah mencipta "" yang melantun antara satu sama lain dan mengikat bersama. Sesetengah menganggap ini sebagai langkah pertama ke arah mencipta lightsaber.

Sains bahan fotonik adalah sedikit lebih rumit, tetapi agak mungkin untuk difahami. Para saintis mula mencipta bahan fotonik dengan bereksperimen dengan gas rubidium supercooled. Apabila foton menembak melalui gas, ia memantulkan dan berinteraksi dengan molekul rubidium, kehilangan tenaga dan perlahan. Lagipun, foton meninggalkan awan dengan sangat perlahan.

Perkara pelik mula berlaku apabila anda melepasi dua foton melalui gas, mewujudkan fenomena yang dikenali sebagai blok Rydberg. Apabila atom teruja oleh foton, atom berdekatan tidak boleh teruja pada tahap yang sama. Atom yang teruja mendapati dirinya dalam laluan foton. Untuk atom yang berdekatan boleh teruja oleh foton kedua, foton pertama mesti melalui gas. Foton biasanya tidak berinteraksi antara satu sama lain, tetapi apabila mereka menghadapi blok Rydberg, mereka menolak satu sama lain melalui gas, bertukar tenaga dan berinteraksi antara satu sama lain. Dari luar, foton kelihatan mempunyai jisim dan bertindak sebagai satu molekul, walaupun ia sebenarnya tidak berjisim. Apabila foton keluar dari gas, mereka kelihatan bersatu, seperti molekul cahaya.

Aplikasi praktikal bahan fotonik masih dipersoalkan, tetapi ia pasti akan dijumpai. Mungkin juga lightsabers.

Superuniform yang tidak teratur

Apabila cuba menentukan sama ada sesuatu bahan berada dalam keadaan baharu, saintis melihat struktur bahan serta sifatnya. Pada tahun 2003, Salvatore Torquato dan Frank Stillinger dari Princeton University mencadangkan keadaan baru jirim yang dikenali sebagai superuniformity tidak teratur. Walaupun frasa ini kelihatan seperti oksimoron, pada intinya ia mencadangkan jenis bahan baharu yang kelihatan tidak teratur apabila dilihat dengan teliti, tetapi hiper seragam dan berstruktur dari jauh. Bahan sedemikian mesti mempunyai sifat kristal dan cecair. Pada pandangan pertama, ini sudah wujud dalam plasma dan hidrogen cecair, tetapi baru-baru ini saintis menemui contoh semula jadi di mana tiada siapa yang menjangkakan: dalam mata ayam.

Ayam mempunyai lima kon dalam retina mereka. Empat mengesan warna dan satu bertanggungjawab untuk tahap cahaya. Walau bagaimanapun, tidak seperti mata manusia atau mata heksagon serangga, kon ini diedarkan secara rawak, tanpa susunan sebenar. Ini berlaku kerana kon dalam mata ayam mempunyai zon pengecualian di sekelilingnya, dan ini tidak membenarkan dua kon daripada jenis yang sama berada berdekatan. Disebabkan oleh zon pengecualian dan bentuk kon, mereka tidak boleh membentuk struktur kristal tersusun (seperti dalam pepejal), tetapi apabila semua kon dianggap sebagai satu, ia kelihatan mempunyai corak yang sangat teratur, seperti yang dilihat dalam imej Princeton di bawah. Oleh itu, kita boleh menggambarkan kon ini dalam retina mata ayam sebagai cecair apabila dilihat dengan teliti dan sebagai bahan pepejal apabila dilihat dari jauh. Ini berbeza daripada pepejal amorfus yang kita bincangkan di atas kerana bahan super homogen ini akan bertindak sebagai cecair manakala pepejal amorfus tidak.

Para saintis masih menyiasat keadaan jirim baharu ini kerana ia juga mungkin lebih biasa daripada yang difikirkan pada asalnya. Kini saintis di Universiti Princeton cuba menyesuaikan bahan superhomogen sedemikian untuk mencipta struktur penyusunan sendiri dan pengesan cahaya yang bertindak balas kepada cahaya dengan panjang gelombang tertentu.

Rangkaian rentetan

Apakah keadaan jirim vakum ruang? Kebanyakan orang tidak memikirkannya, tetapi dalam sepuluh tahun yang lalu, Xiao Gang-Wen dari MIT dan Michael Levine dari Harvard telah mencadangkan keadaan jirim baharu yang boleh membawa kita kepada penemuan zarah asas di luar elektron.

Laluan untuk membangunkan model bendalir rangkaian rentetan bermula pada pertengahan 90-an, apabila sekumpulan saintis mencadangkan apa yang dipanggil quasipartikel, yang kelihatan muncul dalam eksperimen apabila elektron melepasi dua semikonduktor. Terdapat kekecohan kerana kuasipartikel bertindak seolah-olah mereka mempunyai cas pecahan, yang kelihatan mustahil untuk fizik pada masa itu. Para saintis menganalisis data dan mencadangkan bahawa elektron bukanlah zarah asas Alam Semesta dan terdapat zarah asas yang belum kita temui. Kerja ini membawa mereka Hadiah Nobel, tetapi kemudiannya ternyata bahawa kesilapan dalam eksperimen telah menyelinap ke dalam hasil kerja mereka. Kuasipartikel mudah dilupakan.

Tetapi tidak semua. Wen dan Levin mengambil idea kuasipartikel sebagai asas dan mencadangkan keadaan jirim baharu, keadaan jaring rentetan. Sifat utama keadaan sedemikian ialah keterikatan kuantum. Seperti superuniform yang tidak teratur, jika anda melihat jirim rentetan dari dekat, ia kelihatan seperti koleksi elektron yang tidak teratur. Tetapi jika anda melihatnya secara keseluruhan struktur, anda akan melihat susunan tinggi disebabkan oleh sifat terjerat kuantum elektron. Wen dan Lewin kemudiannya mengembangkan kerja mereka untuk meliputi zarah lain dan sifat kekusutan.

Bekerja melalui model komputer bagi keadaan jirim baharu, Wen dan Levin mendapati bahawa hujung jaring rentetan boleh menghasilkan pelbagai zarah subatom, termasuk "quasipartikel" legenda. Kejutan yang lebih besar ialah apabila bahan rangkaian rentetan bergetar, ia berbuat demikian mengikut persamaan Maxwell untuk cahaya. Wen dan Levin mencadangkan bahawa kosmos dipenuhi dengan rangkaian rentetan zarah subatom terjerat, dan hujung rangkaian rentetan ini mewakili zarah subatom yang kita perhatikan. Mereka juga mencadangkan bahawa cecair string-net boleh memberikan kewujudan cahaya. Jika vakum ruang diisi dengan cecair bertali, ia boleh membolehkan kita menggabungkan cahaya dan jirim.

Ini semua mungkin kelihatan sangat tidak masuk akal, tetapi pada tahun 1972 (dekad sebelum cadangan string-net), ahli geologi menemui bahan pelik di Chile - herbertsmithite. Dalam mineral ini, elektron membentuk struktur segi tiga yang seolah-olah bercanggah dengan semua yang kita ketahui tentang bagaimana elektron berinteraksi antara satu sama lain. Selain itu, struktur segi tiga ini telah diramalkan oleh model rangkaian rentetan, dan para saintis bekerja dengan herbertsmithite tiruan untuk mengesahkan model dengan tepat.

Plasma kuark-gluon

Bercakap tentang keadaan terakhir jirim dalam senarai ini, pertimbangkan keadaan yang memulakan semuanya: plasma quark-gluon. Pada Alam Semesta awal, keadaan jirim berbeza dengan ketara daripada keadaan klasik. Pertama, sedikit latar belakang.

Kuark ialah zarah asas yang kita dapati di dalam hadron (seperti proton dan neutron). Hadron terdiri daripada sama ada tiga quark atau satu quark dan satu antiquark. Kuark mempunyai cas pecahan dan disatukan oleh gluon, yang merupakan zarah pertukaran daya nuklear yang kuat.

Kami tidak melihat quark bebas dalam alam semula jadi, tetapi sejurus selepas Big Bang, quark dan gluon bebas wujud selama satu milisaat. Pada masa ini, suhu Alam Semesta adalah sangat tinggi sehingga quark dan gluon bergerak hampir pada kelajuan cahaya. Dalam tempoh ini, Alam Semesta terdiri sepenuhnya daripada plasma quark-gluon panas ini. Selepas pecahan sesaat lagi, Alam Semesta menjadi cukup sejuk untuk zarah berat seperti hadron terbentuk, dan kuark mula berinteraksi antara satu sama lain dan gluon. Sejak saat itu, pembentukan Alam Semesta yang kita kenali bermula, dan hadron mula terikat dengan elektron, mencipta atom primitif.

Sudah berada di Alam Semesta moden, saintis telah cuba mencipta semula plasma quark-gluon dalam pemecut zarah yang besar. Semasa eksperimen ini, zarah berat seperti hadron berlanggar antara satu sama lain, mewujudkan suhu di mana quark berpisah untuk masa yang singkat. Semasa menjalankan eksperimen ini, kami belajar banyak tentang sifat-sifat plasma quark-gluon, yang benar-benar tanpa geseran dan lebih cair daripada plasma biasa. Eksperimen dengan keadaan jirim eksotik membolehkan kita belajar banyak tentang bagaimana dan mengapa Alam Semesta kita terbentuk seperti yang kita ketahui.

Berdasarkan bahan daripada listverse.com

ZDARRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR;)
TERPERCAYA DI INTERNET :)
SEPULUH BAHAN LUAR BIASA DENGAN SIFAT UNIK DI PLANET...
10. Perkara Paling Hitam Diketahui Manusia

9. Bahan yang paling mudah terbakar

Banyak benda terbakar pada kadar yang menakjubkan, seperti styrofoam, napalm, dan itu hanya permulaan. Tetapi bagaimana jika ada bahan yang boleh membakar bumi? Di satu pihak, ini adalah soalan provokatif, tetapi ia ditanya sebagai titik permulaan. Klorin trifluorida mempunyai reputasi yang meragukan sebagai bahan yang sangat mudah terbakar, walaupun Nazi percaya bahan itu terlalu berbahaya untuk digunakan. Apabila orang yang membincangkan pembunuhan beramai-ramai percaya bahawa tujuan mereka dalam hidup bukanlah untuk menggunakan sesuatu kerana ia terlalu mematikan, ia menyokong pengendalian bahan ini dengan berhati-hati. Mereka mengatakan bahawa pada suatu hari satu tan bahan tumpah dan kebakaran bermula, dan 12 inci konkrit serta satu meter pasir dan kerikil terbakar sehingga semuanya mati. Malangnya, Nazi betul.

8. Bahan yang paling beracun

7. Bahan yang paling panas

4. Bahan yang paling radioaktif

3. Bahan yang paling berat

2. Bahan yang paling magnetik

1. Bendalir lampau terkuat

Kita boleh mentertawakan nenek moyang kita, yang menganggap serbuk mesiu sebagai sihir dan tidak memahami apa itu magnet, bagaimanapun, walaupun dalam zaman pencerahan kita, terdapat bahan yang dicipta oleh sains, tetapi serupa dengan hasil sihir sebenar. Bahan-bahan ini selalunya sukar diperoleh, tetapi berbaloi.

1. Logam yang cair di tangan anda

Kewujudan logam cecair seperti merkuri dan kebolehan logam menjadi cecair pada suhu tertentu diketahui umum. Tetapi logam pepejal cair di tangan anda seperti ais krim adalah fenomena yang luar biasa. Logam ini dipanggil galium. Ia cair pada suhu bilik dan tidak sesuai untuk kegunaan praktikal. Jika anda meletakkan objek galium dalam segelas cecair panas, ia akan larut tepat di hadapan mata anda. Di samping itu, galium boleh menjadikan aluminium sangat rapuh - cukup dengan meletakkan setitik galium pada permukaan aluminium.

2. Gas yang mampu menahan objek pepejal

Gas ini lebih berat daripada udara, dan jika anda mengisi bekas tertutup dengannya, ia akan mendap ke bawah. Sama seperti air, sulfur heksafluorida boleh menahan objek yang kurang tumpat, seperti bot kerajang timah. Gas tidak berwarna akan menahan objek di permukaannya, dan ia akan kelihatan bahawa bot itu terapung. Sulfur heksafluorida boleh dicedok keluar dari bekas dengan kaca biasa - maka bot akan tenggelam dengan lancar ke dasar.

Di samping itu, disebabkan gravitinya, gas mengurangkan kekerapan sebarang bunyi yang melaluinya, dan jika anda menyedut sedikit sulfur heksafluorida, suara anda akan berbunyi seperti bariton yang tidak menyenangkan dari Dr. Evil.

3. Salutan hidrofobik

Jubin hijau dalam foto itu bukan jeli sama sekali, tetapi air berwarna. Ia terletak di atas pinggan rata, di sepanjang tepi yang dirawat dengan salutan hidrofobik. Salutan itu menangkis air dan titisan mengambil bentuk cembung. Terdapat persegi mentah yang sempurna di tengah-tengah permukaan putih dan air berkumpul di sana. Titisan yang diletakkan pada kawasan yang dirawat akan segera mengalir ke kawasan yang tidak dirawat dan bergabung dengan air yang lain. Jika anda mencelupkan jari yang dirawat dengan salutan hidrofobik ke dalam segelas air, ia akan kekal kering sepenuhnya, dan "gelembung" akan terbentuk di sekelilingnya - air akan cuba melepaskan diri dari anda. Berdasarkan bahan tersebut, ia dirancang untuk mencipta pakaian kalis air dan kaca untuk kereta.

4. Serbuk meletup secara spontan

Triiodin nitrida kelihatan seperti bola kotoran, tetapi penampilan boleh menipu: bahannya sangat tidak stabil sehingga sentuhan ringan dari pen sudah cukup untuk menyebabkan letupan. Bahan ini digunakan secara eksklusif untuk eksperimen - ia berbahaya walaupun untuk mengalihkannya dari satu tempat ke tempat. Apabila bahan itu meletup, ia menghasilkan asap ungu yang cantik. Bahan yang serupa ialah fulminate perak - ia juga tidak digunakan di mana-mana dan hanya sesuai untuk membuat bom.

Ais panas, juga dikenali sebagai natrium asetat, adalah cecair yang mengeras apabila terkena sedikit. Dengan sentuhan mudah, ia serta-merta berubah daripada keadaan cecair kepada kristal keras ais. Corak terbentuk di seluruh permukaan, seperti pada tingkap dalam cuaca sejuk; proses berterusan selama beberapa saat sehingga keseluruhan bahan "membeku." Apabila ditekan, pusat penghabluran terbentuk, dari mana maklumat tentang keadaan baru dihantar ke molekul di sepanjang rantai. Sudah tentu, hasil akhirnya bukanlah ais sama sekali - seperti namanya, bahan itu agak hangat apabila disentuh, menyejuk dengan sangat perlahan dan digunakan untuk membuat pad pemanas kimia.

6. Logam dengan ingatan

Nitinol, aloi nikel dan titanium, mempunyai keupayaan mengagumkan untuk "mengingat" bentuk asalnya dan kembali kepadanya selepas ubah bentuk. Apa yang diperlukan hanyalah sedikit haba. Sebagai contoh, anda boleh menjatuhkan air suam pada aloi, dan ia akan kembali kepada bentuk asalnya, tidak kira berapa banyak ia telah diherotkan sebelum ini. Kaedah untuk aplikasi praktikalnya sedang dibangunkan. Sebagai contoh, adalah munasabah untuk membuat cermin mata daripada bahan tersebut - jika ia secara tidak sengaja membengkok, anda hanya perlu meletakkannya di bawah aliran air suam. Sudah tentu, tidak diketahui sama ada kereta atau apa-apa lagi yang serius akan dibuat daripada nitinol, tetapi sifat aloi itu mengagumkan.

Bahan menakjubkan dengan sifat kimia dan fizikal yang menarik yang dicipta oleh sains.

Logam yang cair di tangan anda.

Gas yang mampu menahan objek pepejal.

Gas ini lebih berat daripada udara, dan jika anda mengisi bekas tertutup dengannya, ia akan mendap ke bawah. Sama seperti air, sulfur heksafluorida boleh menahan objek yang kurang tumpat, seperti bot kerajang timah. Gas tidak berwarna akan menahan objek pada permukaannya, dan ia akan kelihatan bahawa bot itu terapung. Sulfur heksafluorida boleh dicedok keluar dari bekas dengan kaca biasa - maka bot akan tenggelam dengan lancar ke dasar.

Salutan hidrofobik.

Serbuk meletup secara spontan.

ais panas.

Logam dengan ingatan.