Domů     Zajímavosti
Skrytý stav mezi kapalinou a pevnou látkou byl možná objeven
Martin Janda 27.8.2023

Na první pohled vypadá sklo jako jednoznačně pevná látka. Jenže pohled na vnitřní uspořádání jeho částic vnáší v tomto ohledu nemálo pochybností. Uvnitř totiž sklo vypadá spíše jako kapalina zamrzlá v čase.

Tzv. amorfní pevné látky, jako je právě sklo, se vzpírají jednoduchému vysvětlení. Nový výzkum naznačuje, že někde mezi kapalným a pevným stavem se nachází druh skupenství, o jehož existenci věda dosud neměla tušení..

V běžném životě se kolem nás vykytují tři základní stavy hmoty: pevný, kapalný a plynný. Každý z nich je definován vztahy mezi jejich částicemi a okolím. Když se jeden z nich změní v jiný, fyzici tuto proměnu označují jako stavový přechod.

Hmota je však o něco složitější než aby se vešla do tří skupenství. Například atomy se mohou zahřát natolik, až vytvoří plazmu. Mezi skupenství se počítají třeba i Kvark-gluonové plazma, Bose-Einsteinův kondenzát a některé další stavy.

Amorfní pevné látky jsou zvláštní směsi uspořádaných pevných látek a volně vázaných kapalin. Zatímco částice v pevných látkách mají tendenci vytvářet předvídatelná spojení se svými sousedy, jakmile se při vhodně nízkých teplotách uzamknou, amorfní pevné látky mají ve svém nitru neuspořádané uspořádání kapaliny.

Jak tato zdánlivě nahodilá spojení přecházejí z viskózních proudů proudících molekul do statické krajiny, není zdaleka tak zřejmé.

Pokud použijeme sklo jako nejznámější příklad, jeho složky kyslík a křemík při zahřátí tečou. Při pomalém ochlazování se tyto částice stihnou zformovat do uspořádané krystalické struktury, kterou známe jako křemen.

Pokud se ochladí rychle, částice si nějakým záhadným způsobem zachovají svou vnitřní strukturu neuspořádanou; to je bod, kdy se z něj stane amorfní pevná látka, a teplota, při které k tomu dojde, je teplota nástupu.

Podle vědců Dimitriose Fraggedakise, Muhammada Hasyima a Kranthiho Mandadapua z Kalifornské univerzity v Berkeley jsou na teplotní hranici přechlazených kapalin a pevných látek statické částice mají tendenci „škubat“ sebou na místě.

Fraggedakis, Hasyim a Mandadapu použili výpočty a simulace v kombinaci s výsledky dřívějších experimentů, aby zjistili, že tento přechod nemusí být tak čistý a vyznačuje se zvláštní aktivitou částic pohybujících se mezi normálním kapalným a přechlazeným stavem.

„Naše teorie předpovídá teplotu nástupu naměřenou v modelových systémech a vysvětluje, proč chování přechlazených kapalin kolem této teploty připomíná pevné látky, přestože jejich struktura je stejná jako struktura kapaliny,“ vysvětluje Mandadapu.

„Teplota nástupu pro dynamiku skelných látek je jako teplota tání, která ‚přetaví‘ přechlazenou kapalinu v kapalinu. To by mělo platit pro všechny přechlazené kapaliny nebo sklovité systémy.“.

Přestože celkový tok atomů v přechlazené kapalině je v podstatě nulový, částice jsou neklidné a neustále mění svou konfiguraci, i když jsou uvízlé na místě, což vede k pohybům, které se nazývají excitace.

Badatelé zjistili, že excitací vázané páry se při teplotě nástupu rozpojují, což způsobuje, že materiál ztrácí svou tuhost a chová se jako kapalina. „Naše práce spočívá v mikroskopickém pochopení toho, co odděluje přechlazenou kapalinu od vysokoteplotní kapaliny,“ říká Mandadapu.

„Ze základního vědeckého hlediska je fascinující zkoumat, proč tyto přechlazené kapaliny vykazují pozoruhodně odlišnou dynamiku než běžné kapaliny, které známe.“.

Související články
Ve škole jsme se učili o tom, jak slavný kartaginský generál Hannibal vedl své vojsko, včetně válečných slonů, během druhé punské války přes Pyreneje, jižní Galii a Alpy až na sever Apeninského poloostrova. Kromě kreseb pro to ale neexistovaly hmatatelné důkazy, až doteď! Archeologové pod vedením profesora Rafaela M. Martíneze Sáncheze objevili při vykopávkách v […]
Objevy Zajímavosti 18.2.2026
Rychle zjistit, zda se ve vodě, životodárné tekutině, která je nezbytná pro existenci nás všech, nacházejí nějaké nebezpečné mikroorganismy, je důležité pro co nejefektivnější ochranu lidského zdraví. Experti z Technické univerzity v Liberci (TUL) přišli s metodou, která patogeny ve vodě odhalí do pěti hodin. Ona metoda, jejíž vývoj byl podpořen programem TA ČR SIGMA, […]
Evropské země nepatří mezi největší na světě, dokáží se však často spojit v úsilí o zlepšení znalostí a dovedností na poli vesmírného či kvantového výzkumu, letectví, zelené energie či robotiky. Díky tomu jsou tyto malé země schopné konkurovat i největším ekonomikám světa a leaderům ve svých oborech. Jaké společné projekty v Evropě vznikly? CERN Organizace […]
Vědě se i v roce 2025 podařilo dosáhnout mnoha pozoruhodných úspěchů, které změnily naše chápání lidského zdraví, v některých případech i způsob, jakým je dnes poskytována péče. Vědci přišli na to, jak předcházet nemocem či zlepšit léčbu rakoviny, případně zlepšit péči o pacienty s různými onemocněními. Seznamte se s 9 nejpůsobivějšími objevy roku 2025: Nehormonální […]
Vesmír Zajímavosti 15.2.2026
Představa o tom, jak vznikají planetární soustavy, byla dosud poměrně přehledná. Blízko mateřské hvězdy krouží malé kamenité světy, dál od ní pak obíhají obří planety bohaté na plyn. Jenže vesmíru jsou schémata, která pochází ze zapadákova v jednom z ramen Mléčné dráhy, celkem fuk. Astronomové totiž popsali systém, který vypadá, jako by ho někdo sestavil […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz