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
Historie Zajímavosti 26.11.2025
Stalo se to 14. dubna 1912. Zaoceánský parník Titanic ztroskotal hned při své první plavbě. Do New Yorku, kam měl po vyplutí z britského přístavu Southampton namířeno, nikdy nedorazil. V době, kdy po kolizi s ledovcem klesal na dno severního Atlantiku, se na jeho palubě nacházel mezi jinými i Isidor Straus se svou ženou Idou […]
Historie Zajímavosti 25.11.2025
Archeologům v Estonsku se podařilo objevit kus březového dehtu, který na sobě nesl otisky zubů a stopy slin, domnívají se proto, že byl využit jako žvýkačka, kterou před 10 500 let žvýkala dospívající dívka. Březový dehet je hustá, tmavá kapalina, která se získává suchou destilací březové kůry. Je ceněná pro své antiseptické, protizánětlivé a regenerační […]
Historie Zajímavosti 25.11.2025
Hned několik vědeckých výzkumů potvrdilo, že raní moderní lidé a neandertálci sdíleli stejný ústní mikrobiom i stovky tisíc let poté, co se oba druhy oddělily, což naznačuje, že si vyměňovali sliny. Tím nejjednodušším vysvětlením je podle studie Oxfordské univerzity, že se zkrátka mezi sebou líbali! Již dřívější výzkumy ukázaly, že lidé neafrického původu mají ve […]
Medicína Zajímavosti 23.11.2025
Autoimunitní encefalitidy jsou zánětlivá onemocnění mozku, při nichž si imunitní systém splete vlastní nervové buňky s nepřítelem, což je samozřejmě solidní průšvih. Výsledkem nebývá klasická neurologická symptomatika, ale snad ještě něco horšího, totiž dramatická změna chování, halucinace, ztráta paměti, zmatenost nebo psychotické epizody. Odborný materiál pocházející z dílny amerického akademického lékařského centra Cleveland Clinic praví: […]
Vesmír Zajímavosti 21.11.2025
Odolnost mechu známého jako čepenka odstálá (Physcomitrella patens) podle vědců naznačuje, že by v budoucnu mohl pomáhat s tvorbou kyslíku či obohacováním půd během vesmírných misí, ačkoliv sám není poživatelný. Vědci o odolnosti tohoto druhu mechu již něco vědí, často se totiž vyskytuje v oblastech s neúrodným bahnem, jedná se tak o průkopnický druh rostliny. […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
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