Plynné, kapalné, pevné a plazmatické – výčet skupenství však těmito čtyřmi stavy hmoty nekončí. Vědci již od roku 2000 objevují nová skupenství látek, která vznikají za extrémních teplotních podmínek. Nové objevy v tomto oboru mohou být příslibem rozvoje nových technologií v budoucnu.Plynné, kapalné, pevné a plazmatické – výčet skupenství však těmito čtyřmi stavy hmoty nekončí. Vědci již od roku 2000 objevují nová skupenství látek, která vznikají za extrémních teplotních podmínek. Nové objevy v tomto oboru mohou být příslibem rozvoje nových technologií v budoucnu.
Za další skupenství je považováno například kvark-gluonové plazma. Vzniká při teplotách v řádech bilionů stupňů Celsia, kdy se základní částice jader atomů, kvarky a gluony, chovají jako volné částice. Naopak při teplotě blízké absolutní nule, tedy –273,15 °C, se skupenství látky může změnit v Bose-Einsteinův kondenzát. Skupenství hmoty za vysoké i nízké teploty však rozlišují vědci ještě mnohem více.
Z hlediska aplikací se jeví nejzajímavěji skupenství vznikající za velmi nízkých teplot. Částice některých látek za tohoto stavu mění svoje chování, což vede k mnohem nižšímu odporu při vedení elektrického proudu. Tento jev označovaný jako supravodivost může v budoucnu pomoci vyvíjet účinnější elektrická zařízení – od kvantových počítačů až po inovativní úložiště energie založené na ukládání energie v magnetickém poli při nulovém odporu za minimálních ztrát energie. Mezi materiály vyznačující se supravodivostí lze zařadit například rtuť, olovo nebo titan. Díky supravodivým magnetům může vozit cestující také maglev v Šanghaji, nejrychlejší vlak světa levitující nad kolejnicemi díky magnetické levitaci.
Na zemi i na oběžné dráze
Přestože je vytvoření zvláštních skupenství hmoty poměrně technicky náročné, letos v červnu se podařilo vědcům vytvořit Bose-Einsteinův kondenzát také na Mezinárodní vesmírné stanici (ISS). Látka složená z atomů rubidia a draslíku vydržela ve skupenství, jehož existenci předpokládal už Albert Einstein po zavedení kvantové mechaniky, 1,118 sekund, tedy výrazně více než na zemi. „I když byl poprvé Bose-Einsteinův kondenzát vyroben před poměrně dlouhou dobou, objevy fyziků ohledně jeho chování ve vesmíru může přinést velké výzvy ke studiu těchto kvantových systémů,“ komentuje objevy svého týmu David Aveline, člen vědeckého týmu okolo zařízení Cold Atom Lab v Laboratoři proudového pohonu NASA. Právě tento přístroj nezvyklé skupenství na ISS vyrobil.
Podivné kovy
Vědci z Flatironského institutu a Cornellovy univerzity popsali v červenci tohoto roku další neobvyklé skupenství hmoty. Tzv. podivné kovy byly fyzikům známy již delší dobu, jako nové skupenství je však ve svém článku nově označil až tým složený z vědců z těchto dvou institucí. K jejich charakteristickým vlastnostem patří především rozdílná změna odporu při vedení elektrického proudu za různých teplot oproti běžným kovům. Zjištění amerických vědců mohou otevřít bránu dalším objevům z tohoto dosud příliš neprobádaného odvětví kvantové fyziky.