Tarp kieto ir skysto: mokslininkai atrado nežinomą agregatinę būseną

Kai kurios medžiagos vienu metu gali būti kietosios medžiagos, tačiau žiūrint iš arti jos primena sustingusį skystį.

Tokios būsenos medžiagos vadinamos amorfiniais kietaisiais kūnais, o jų savybės nėra lengvai paaiškinamos.

Tačiau žurnale "Proceedings of the National Academy of Sciences" paskelbtame naujame tyrime teigiama, kad tarp kietos ir skystos agregatinės būsenos yra kažkas skirtingo, ko mokslininkai net neįtarė, rašo "ScienceAlert".

Kiekvienas žmogus kasdieniame gyvenime nuolat susiduria su trimis medžiagos agregatinėmis būsenomis: kieta, skysta ir dujine.

Kai šios būsenos keičiasi ir viena iš jų pereina į kitą, tai vadinama būsenos perėjimu.

Tačiau kartais aukštoje temperatūroje atomai gali taip įkaisti, kad susidaro plazma, ir atvirkščiai, esant labai žemai temperatūrai kai kurios dalelės gali visiškai prarasti savo tapatybę.

Amorfinės kietosios medžiagos yra keistas gerai sutvarkytų kietųjų medžiagų ir silpnai surištų skysčių mišinys.

Nors kietųjų kūnų dalelės sudaro nuspėjamus ryšius, žemoje temperatūroje užrakinus daleles, amorfiniai kietieji kūnai pradeda pasižymėti netvarkingu skysčio dalelių išsidėstymu.

Pavyzdžiui, stikle kaitinant deguonis ir silicis teka. Kai jie lėtai atvėsta, susidaro tvarkinga kristalinė struktūra - kvarcas.

Tačiau jei aušinama per greitai, dalelės kažkodėl išlaiko netvarkingą išsidėstymą.

Pasak mokslininkų, tai yra riba, kai medžiaga tampa amorfiniu kietuoju kūnu, o temperatūra, kurioje tai įvyksta, yra pradžios temperatūra.

Naujojo tyrimo autoriai nustatė, kad toks būsenos perėjimas gali būti ne toks vienareikšmis, nes egzistuoja ypatinga dalelių, esančių tarp įprastos skystos ir peršaldytos būsenos, veikla.

Mokslininkų teigimu, jų tyrimas paaiškina, kodėl peršaldytų skysčių elgesys šioje temperatūroje primena kietųjų kūnų elgesį, nors jų struktūra yra tokia pati kaip skysčio. 

Pradinė temperatūra yra panaši į lydymosi temperatūrą, kai peršaldytas skystis virsta skysčiu. Mokslininkai mano, kad tai turėtų vykti visuose peršaldytuose skysčiuose arba stikliškose sistemose.

Peršaldyto skysčio dalelės nuolat keičia savo konfigūraciją, todėl atsiranda judesiai, vadinami sužadinimais.

Mokslininkai ištyrė šiuos peršaldytų skysčių sužadinimus ir apskaičiavo, kas vyksta, kai keičiasi temperatūra.

Mokslininkai nustatė, kad susietos sužadinimų poros pradinėje temperatūroje tampa nesusietos, todėl medžiaga praranda standumą ir elgiasi kaip įprastas skystis.