Folyékony üveg a neve az új halmazállapotnak
Az üveg kétségkívül egyedi tulajdonságokkal rendelkező anyagnak mondható, a Konstanz Egyetem tudósai pedig bebizonyították, hogy folyékony állapotban egy teljesen új halmazállapotról beszélhetünk, ha a törékeny matéria cseppfolyós változatára gondolunk.
Az üveg kétségkívül egyedi tulajdonságokkal rendelkező anyagnak mondható, a Konstanz Egyetem tudósai pedig bebizonyították, hogy folyékony állapotban egy teljesen új halmazállapotról beszélhetünk, ha a törékeny matéria cseppfolyós változatára gondolunk.
Normális állapotváltozás közben a szabadon áramló atomok mindig kristályszerkezetet vesznek fel, az üveg esetében mindez azonban máshogy történik, ugyanis miközben folyékonyból szilárd halmazállapotba kerül, az atomjai rendezetlenné válnak, és szinte lefagynak.
A Konstanz Egyetem kutatói most egy teljesen új üvegváltozatot fedeztek fel, amelyben az atomok egy bonyolult viselkedési formát mutatnak, amit korábban még egyszer sem tudtak kimutatni – az elemi részecskék lényegében mozognak, de nem tudnak saját tengelyük körül forogni.
A kutatócsapat speciális kolloid szuszpenzió modellrendszer vizsgálatával bukkant rá az új halmazállapotra. Ebben az oldatban hatalmas szilárd részecskék lebegnek a folyadékban, így könnyebben nyomon követhetőek a molekulák mozgásmintái. Általában ezek a részecskék gömb alakúak, a kísérlet során azonban elliptikus formákat alkalmaztak, melyek esetében egyszerűbben beazonosítható, melyik irányba mutatnak.
A tudósok különböző folyadék-koncentrációt teszteltek, és megfigyelték, hogy képesek-e bennük a részecskék mozogni, illetve forogni. Rájöttek, hogy magas koncentrációszinteknél a molekulák gátolhatják egymás forgását, azonban továbbra is szabadon tudnak mozogni minden irányba, létrehozva ezzel a folyékony üveg halmazállapotot.
A kutatók szerint az üvegben megfigyelt viselkedés két, egymással vetélkedő átmeneti állapot következtében alakult ki. A folyékony üveget már évtizedekkel korábban megjósolták, végül azonban csak 2021-re sikerült lefektetni a bizonyítékok alapköveit.
„Elméleti szempontból egy hihetetlenül fontos felfedezést tettünk. A kísérleteinknek hála bizonyítékkal szolgálhatunk arra, milyen interakciók történnek az üveg kritikus fluktuációja során” – tette hozzá Matthias Fuchs, a tanulmány egyik társszerzője.
