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
Zajímavosti 30.3.2026
Hned několik českých zoo slaví v roce 2026 významná výročí. Zoo Ostrava si připomíná 75 let od svého vzniku, Zoo Praha zahájila 95. sezonu a Zoo Plzeň se může pochlubit rovnou stovkou. Žádné nemohoucí babičky to ale, s nadsázkou řečeno, nejsou. Ostravská zahrada byla založena na podzim 1951. Zpočátku šlo o vcelku skromný počin, ostatně […]
Ne všechny mikroskopy vypadají tak, jak si je většina lidí představuje a jak si je pamatuje ze školních lavic. Některé mají poněkud jinou podobu. A oproti svým „běžným kolegům“ dokážou ledacos navíc. Důkazem je přístroj v nově otevřené mikroskopické laboratoři v Brně. Ona laboratoř, spadající pod Ústav přístrojové techniky Akademie věd ČR (ÚPT AV ČR), […]
Zajímavosti 29.3.2026
Znalosti se dědí různě. Někdy z učebnic, jindy od rodičů. A někdy z časopisu, který vám v 10 letech otevře dveře do světa – a o pár let později vás plynule předá do „dospělého“ vydání. Přesně takový příběh píše už dvě desetiletí magazín 21. Století JUNIOR, mladší sourozenec titulu 21. Století, který vychovává své budoucí […]
Všichni víme, že bychom měli spát 8 hodin denně, pravidelně cvičit a zdravě jíst. Jenže ne vždy se to daří a když už to chce člověk změnit, připadá mu to jako příliš velké sousto. Nejnovější studie provedená odborníky z Austrálie, Chile a Brazílie přináší dobrou zprávu. Pozitivní vliv na naše kardiovaskulární zdraví mají i malé […]
Australan Paul Conyngham využil umělou inteligenci v medicíně, aby na základě jejího doporučení nechal vyvinou personalizovanou mRNA vakcínu pro svoji osmiletou fenku jménem Rosie. Té byla diagnostikována rakovina žírných buněk a zbývaly jí měsíce života poté, co se jí na pravé zadní noze vytvořily agresivní nádory, na které nezabírala standardní léčba ani chemoterapie… Pauly Conyngham […]
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