option « la plus extrême ». Bien sûr, nous avons tous entendu des histoires sur des aimants suffisamment puissants pour blesser les enfants de l'intérieur et des acides qui passeraient entre vos mains en quelques secondes, mais il existe des versions encore plus « extrêmes ».
1. La matière la plus noire connue de l'homme
Que se passe-t-il si vous chevauchez les bords nanotubes de carbone et des couches alternées ? Le résultat est un matériau qui absorbe 99,9 % de la lumière qui le frappe. La surface microscopique du matériau est inégale et rugueuse, ce qui réfracte la lumière et constitue également une surface peu réfléchissante. Après cela, essayez d'utiliser des nanotubes de carbone comme supraconducteurs dans un ordre spécifique, ce qui en fait d'excellents absorbeurs de lumière, et vous obtiendrez une véritable tempête noire. Les scientifiques sont sérieusement intrigués par les utilisations potentielles de cette substance, car en fait, la lumière n'est pas « perdue », la substance pourrait être utilisée pour améliorer des dispositifs optiques tels que les télescopes et même être utilisée pour panneaux solaires, fonctionnant avec une efficacité de près de 100 %.
2. La substance la plus inflammable
Beaucoup de choses brûlent à une vitesse étonnante, comme la mousse de polystyrène, le napalm, et ce n'est que le début. Mais et s’il existait une substance capable d’enflammer la terre ? D’une part, c’est une question provocatrice, mais elle a été posée comme point de départ. Le trifluorure de chlore a la réputation douteuse d’être une substance horriblement inflammable, même si les nazis pensaient que cette substance était trop dangereuse pour être utilisée. Lorsque les gens qui parlent de génocide croient que leur but dans la vie n’est pas d’utiliser quelque chose parce que c’est trop mortel, cela plaide en faveur d’une manipulation prudente de ces substances. On raconte qu'un jour, une tonne de substance s'est déversée et un incendie s'est déclaré, et 30,5 cm de béton et un mètre de sable et de gravier ont brûlé jusqu'à ce que tout se calme. Malheureusement, les nazis avaient raison.
3. La substance la plus toxique
Dites-moi, qu'est-ce que vous aimeriez le moins avoir sur votre visage ? Cela pourrait bien être le poison le plus mortel, qui occuperait à juste titre la 3ème place parmi les principales substances extrêmes. Un tel poison est en effet différent de celui qui brûle le béton, et de l'acide le plus fort du monde (qui sera bientôt inventé). Bien que ce ne soit pas tout à fait vrai, vous avez sans doute tous entendu parler du Botox dans la communauté médicale, et grâce à lui, le poison le plus mortel est devenu célèbre. Le Botox utilise la toxine botulique, produite par la bactérie Clostridium botulinum, et elle est très mortelle, la quantité d'un grain de sel étant suffisante pour tuer une personne de 200 livres. En fait, les scientifiques ont calculé que la pulvérisation de seulement 4 kg de cette substance suffisait à tuer tous les habitants de la planète. Un aigle traiterait probablement un serpent à sonnette de manière beaucoup plus humaine que ce poison ne traiterait une personne.
4. La substance la plus chaude
Il y a très peu de choses dans le monde connues de l'homme qui sont plus chaudes que l'intérieur d'un Hot Pocket fraîchement passé au micro-ondes, mais ce truc semble également prêt à battre ce record. Créée par la collision d'atomes d'or à une vitesse proche de celle de la lumière, la substance est appelée « soupe » quark-gluon et atteint une température folle de 4 000 milliards de degrés Celsius, soit près de 250 000 fois plus chaude que la substance contenue dans le Soleil. La quantité d’énergie libérée lors de la collision serait suffisante pour faire fondre les protons et les neutrons, ce qui présente en soi des caractéristiques que vous ne soupçonneriez même pas. Les scientifiques affirment que ce matériau pourrait nous donner un aperçu de la naissance de notre univers. Il convient donc de comprendre que les minuscules supernovae ne sont pas créées pour le plaisir. Cependant, la très bonne nouvelle est que la « soupe » a occupé un billionième de centimètre et a duré un billionième de billionième de seconde.
5. L'acide le plus caustique
L'acide est une substance terrible, l'un des monstres les plus effrayants du cinéma a reçu du sang acide pour le rendre encore plus terrible qu'une simple machine à tuer (Alien), il est donc ancré en nous que l'exposition à l'acide est une très mauvaise chose. Si les « extraterrestres » étaient remplis d'acide fluorure-antimoine, non seulement ils tomberaient profondément à travers le sol, mais les fumées émises par leurs cadavres tueraient tout ce qui les entoure. Cet acide est 21019 fois plus fort que acide sulfurique et peut s'écouler à travers le verre. Et il peut exploser si vous ajoutez de l'eau. Et lors de sa réaction, des vapeurs toxiques se dégagent et peuvent tuer toute personne présente dans la pièce.
6. L'explosif le plus explosif
En fait, cette place est actuellement partagée par deux composantes : HMX et heptanitrocubane. L'heptanitrocubane existe principalement en laboratoire et est similaire au HMX, mais possède une structure cristalline plus dense, qui présente un plus grand potentiel de destruction. Le HMX, en revanche, existe en quantités suffisamment importantes pour menacer l’existence physique. Il est utilisé comme combustible solide pour les fusées et même pour les détonateurs d’armes nucléaires. Et le dernier est le pire, car malgré la facilité avec laquelle cela se produit dans les films, déclencher la réaction de fission/fusion qui aboutit à des nuages nucléaires brillants qui ressemblent à des champignons n'est pas une tâche facile, mais HMX le fait parfaitement.
7. La substance la plus radioactive
En parlant de rayonnement, il convient de mentionner que les bâtonnets de « plutonium » vert brillant montrés dans Les Simpsons ne sont que de la fiction. Ce n’est pas parce qu’un objet est radioactif qu’il brille. Cela mérite d'être mentionné car le polonium-210 est si radioactif qu'il brille en bleu. L'ancien espion soviétique Alexandre Litvinenko a été induit en erreur en lui faisant ajouter cette substance à sa nourriture et est mort d'un cancer peu de temps après. Ce n'est pas quelque chose dont vous voulez plaisanter : la lueur est causée par l'air autour du matériau qui est affecté par le rayonnement et, en fait, les objets qui l'entourent peuvent chauffer. Lorsque nous parlons de « rayonnement », nous pensons par exemple à un réacteur nucléaire ou à une explosion où se produit réellement une réaction de fission. Il ne s’agit que de la libération de particules ionisées, et non d’une division incontrôlée des atomes.
8. La substance la plus lourde
Si tu pensais que le plus substance lourde sur Terre, ce sont des diamants, c'était une supposition bonne mais inexacte. Il s'agit d'une nanotige de diamant techniquement conçue. Il s'agit en fait d'une collection de diamants à l'échelle nanométrique, avec le degré de compression le plus faible et la substance la plus lourde, connu de l'homme. Cela n'existe pas réellement, mais ce serait très pratique car cela signifie qu'un jour nous pourrions recouvrir nos voitures de ce truc et simplement nous en débarrasser en cas de collision de train (ce qui n'est pas un événement réaliste). Cette substance a été inventée en Allemagne en 2005 et sera probablement utilisée dans la même mesure que les diamants industriels, sauf que cette nouvelle substance est plus résistante à l'usure que les diamants ordinaires.
9. La substance la plus magnétique
Si l’inducteur était un petit morceau noir, alors ce serait la même substance. La substance, développée en 2010 à partir de fer et d'azote, possède des pouvoirs magnétiques 18 % supérieurs à ceux du précédent détenteur du record et est si puissante qu'elle a obligé les scientifiques à reconsidérer le fonctionnement du magnétisme. La personne qui a découvert cette substance s'est éloignée de ses études afin qu'aucun autre scientifique ne puisse reproduire son travail, car il a été rapporté qu'un composé similaire avait été développé au Japon dans le passé en 1996, mais que d'autres physiciens n'ont pas pu le reproduire, donc cette substance n'a pas été officiellement acceptée. On ne sait pas vraiment si les physiciens japonais devraient promettre de fabriquer Sepuku dans ces circonstances. Si cette substance peut être reproduite, cela pourrait signifier nouvel Age une électronique efficace et des moteurs magnétiques, éventuellement augmentés en puissance d'un ordre de grandeur.
10. La superfluidité la plus forte
La superfluidité est un état de la matière (comme un solide ou un gaz) qui se produit dans des conditions extrêmes. basses températures, a une conductivité thermique élevée (chaque once de cette substance doit être exactement à la même température) et aucune viscosité. L'hélium-2 en est le représentant le plus typique. La tasse d'hélium-2 se lèvera spontanément et se répandra hors du récipient. L'hélium-2 fuira également à travers d'autres matériaux solides, car l'absence totale de friction lui permet de s'écouler à travers d'autres trous invisibles par lesquels l'hélium ordinaire (ou l'eau d'ailleurs) ne fuirait pas. L'hélium-2 n'atteint pas son état propre au numéro 1, comme s'il avait la capacité d'agir tout seul, bien qu'il soit également le conducteur thermique le plus efficace sur Terre, plusieurs centaines de fois meilleur que le cuivre. La chaleur se déplace si rapidement à travers l'hélium-2 qu'elle se propage par ondes, comme le son (appelé en fait « second son »), plutôt que d'être dissipée, où elle se déplace simplement d'une molécule à l'autre. À propos, les forces qui contrôlent la capacité de l’hélium-2 à ramper le long du mur sont appelées le « troisième son ». Il est peu probable que vous obteniez quelque chose de plus extrême qu'une substance qui nécessite la définition de 2 nouveaux types de sons.
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Il existe de nombreuses choses étonnantes et des matériaux inhabituels dans le monde, mais ceux-ci pourraient bien être qualifiés pour participer à la catégorie « les plus étonnants parmi ceux inventés par l'homme ». Bien entendu, ces substances ne « violent » les règles de la physique qu’à première vue ; en fait, tout est expliqué scientifiquement depuis longtemps, même si cela ne rend pas ces substances moins surprenantes.
Substances qui violent les règles de la physique :
1. Ferrofluide est un fluide magnétique à partir duquel des figures très intéressantes et complexes peuvent être formées. Cependant, bien qu’il n’y ait pas de champ magnétique, le ferrofluide est visqueux et banal. Mais cela vaut la peine de l'influencer avec l'aide champ magnétique comment ses particules s'alignent les lignes électriques– et créer quelque chose d’indescriptible…
2. Fumée gelée de l'aérogel(«Frozen Smoke») est composée à 99 pour cent d'air et à 1 pour cent d'anhydride de silicium. Le résultat est une magie assez impressionnante, avec des briques flottant dans les airs et tout ça. De plus, ce gel est également ignifuge.
Étant presque invisible, l'aérogel peut supporter des poids presque incroyables, soit 4 000 fois le volume de la substance consommée, et il est lui-même très léger. Il est utilisé dans l’espace : par exemple, pour « capter » la poussière des queues des comètes et pour « isoler » les combinaisons des astronautes. À l’avenir, disent les scientifiques, il apparaîtra dans de nombreux foyers : un matériau très pratique.
3.Perfluorocarbone est un liquide qui contient un grand nombre de l'oxygène et que, en fait, vous pouvez respirer. La substance a été testée dans les années 60 du siècle dernier : sur des souris, démontrant un certain degré d'efficacité. Malheureusement, une seule : des souris de laboratoire sont mortes après plusieurs heures passées dans des récipients contenant du liquide. Les scientifiques sont arrivés à la conclusion que les impuretés sont à blâmer...
Aujourd'hui, les perfluorocarbures sont utilisés pour échographies et même pour créer du sang artificiel. La substance ne doit en aucun cas être utilisée de manière incontrôlée : ce n’est pas la plus respectueuse de l’environnement. L’atmosphère, par exemple, « chauffe » 6 500 fois plus activement que le dioxyde de carbone.
4.Conducteurs élastiques sont produits à partir d’un « mélange » de liquide ionique et de nanotubes de carbone. Les scientifiques ne se lassent pas de cette invention : après tout, en effet, ces conducteurs peuvent s'étirer sans perdre leurs propriétés, puis reprendre leur taille d'origine, comme si de rien n'était. Et cela donne des raisons de réfléchir sérieusement à toutes sortes de gadgets élastiques.
5. Fluide non newtonien- c'est un liquide sur lequel on peut marcher : lorsqu'on applique une force, il durcit. Les scientifiques cherchent à exploiter cette capacité des fluides non newtoniens pour développer des équipements et des uniformes militaires. Ainsi, ce tissu doux et confortable devient dur sous l'influence d'une balle - et se transforme en gilet pare-balles.
6. Oxyde d'aluminium transparent et en même temps, ils envisagent d'utiliser le métal solide à la fois pour créer des équipements militaires plus avancés, ainsi que dans l'industrie automobile et même dans la production de fenêtres. Pourquoi pas : ça se voit bien, et en même temps ça ne casse pas.
7.Nanotubes de carboneétaient déjà présents dans le quatrième paragraphe de l'article, et maintenant - nouvelle réunion. Et tout cela parce que leurs possibilités sont vraiment larges et que vous pouvez parler de toutes sortes de délices pendant des heures. En particulier, c’est le plus durable de tous les matériaux inventés par l’homme.
Avec l'aide de ce matériau, des fils ultra-résistants, des processeurs informatiques ultra-compacts et bien plus encore sont déjà créés, et à l'avenir, le rythme ne fera qu'augmenter : des batteries super efficaces, des panneaux solaires encore plus efficaces et même un câble pour l'ascenseur spatial du futur...
8.Sable hydrophobe et l'hydrophobie est propriété physique une molécule qui « cherche » à éviter le contact avec l’eau. La molécule elle-même est dans ce cas dite hydrophobe.
Les molécules hydrophobes sont généralement non polaires et « préfèrent » être parmi d’autres molécules neutres et solvants non polaires. Par conséquent, l'eau sur une surface hydrophobe avec un angle de contact élevé s'accumule en gouttelettes et l'huile, entrant dans un réservoir, est distribuée sur sa surface.
La plupart des gens peuvent facilement nommer les trois états classiques de la matière : liquide, solide et gazeux. Ceux qui connaissent un peu la science ajouteront du plasma à ces trois éléments. Mais au fil du temps, les scientifiques ont élargi la liste des états possibles de la matière au-delà de ces quatre états. Au cours du processus, nous avons beaucoup appris sur le Big Bang, les sabres laser et l'état secret de la matière caché dans l'humble poulet.
Les solides amorphes constituent un sous-ensemble plutôt intéressant de l’état solide bien connu. Dans un objet solide normal, les molécules sont bien organisées et n’ont pas beaucoup de place pour se déplacer. Cela donne au solide une viscosité élevée, qui est une mesure de la résistance à l’écoulement. Les liquides, quant à eux, ont une structure moléculaire désorganisée qui leur permet de s'écouler, de se propager, de changer de forme et de prendre la forme du récipient dans lequel ils se trouvent. Les solides amorphes se situent quelque part entre ces deux états. Au cours du processus de vitrification, les liquides refroidissent et leur viscosité augmente jusqu'à ce que la substance ne s'écoule plus comme un liquide, mais ses molécules restent désordonnées et ne prennent pas une structure cristalline comme les solides normaux.
L’exemple le plus courant de solide amorphe est le verre. Depuis des milliers d’années, les hommes fabriquent du verre à partir de dioxyde de silicium. Lorsque les verriers refroidissent la silice à partir de son état liquide, elle ne se solidifie pas lorsqu’elle descend en dessous de son point de fusion. À mesure que la température baisse, la viscosité augmente et la substance paraît plus dure. Cependant, ses molécules restent encore désordonnées. Et puis le verre devient amorphe et dur à la fois. Ce processus de transition a permis aux artisans de créer des structures de verre magnifiques et surréalistes.
Quelle est la différence fonctionnelle entre les solides amorphes et l’état solide normal ? DANS Vie courante ce n'est pas particulièrement visible. Le verre semble complètement solide jusqu'à ce que vous l'examiniez. niveau moléculaire. Et le mythe selon lequel le verre coule avec le temps ne vaut pas un centime. Le plus souvent, ce mythe est soutenu par l'argument selon lequel le vieux verre des églises semble plus épais au fond, mais cela est dû à des imperfections dans le processus de soufflage du verre au moment de la création du verre. Cependant, il est intéressant d’étudier les solides amorphes comme le verre avec point scientifique vision pour étudier les transitions de phase et la structure moléculaire.
Fluides supercritiques (fluides)
La plupart des transitions de phase se produisent à une certaine température et pression. Il est de notoriété publique qu’une augmentation de la température finit par transformer un liquide en gaz. Cependant, lorsque la pression augmente avec la température, le liquide entre dans le domaine des fluides supercritiques, qui possèdent à la fois les propriétés d’un gaz et d’un liquide. Par exemple, les fluides supercritiques peuvent traverser des solides comme un gaz, mais peuvent également agir comme solvant comme un liquide. Il est intéressant de noter qu’un fluide supercritique peut ressembler davantage à un gaz ou à un liquide, en fonction de la combinaison de pression et de température. Cela a permis aux scientifiques de trouver de nombreuses applications aux fluides supercritiques.
Bien que les fluides supercritiques ne soient pas aussi courants que les solides amorphes, vous interagissez probablement avec eux aussi souvent qu’avec le verre. Le dioxyde de carbone supercritique est apprécié des sociétés brassicoles pour sa capacité à agir comme un solvant lorsqu'il réagit avec le houblon, et les sociétés de café l'utilisent pour préparer le meilleur café décaféiné. Des fluides supercritiques ont également été utilisés pour rendre l’hydrolyse plus efficace et permettre aux centrales électriques de fonctionner à des températures plus élevées. En général, vous utilisez probablement quotidiennement des sous-produits de fluides supercritiques.
Gaz dégénéré
Alors que les solides amorphes se trouvent au moins sur la planète Terre, la matière dégénérée ne se trouve que dans certains types d’étoiles. Un gaz dégénéré existe lorsque la pression externe d'une substance est déterminée non pas par la température, comme sur Terre, mais par des principes quantiques complexes, en particulier le principe de Pauli. De ce fait, la pression externe de la substance dégénérée sera maintenue même si la température de la substance descend au zéro absolu. Deux principaux types de matière dégénérée sont connus : la matière dégénérée par les électrons et la matière dégénérée par les neutrons.
La matière électroniquement dégénérée existe principalement dans les naines blanches. Il se forme au cœur d'une étoile lorsque la masse de matière autour du noyau tente de comprimer les électrons du noyau vers un état d'énergie inférieur. Cependant, selon le principe de Pauli, deux particules identiques ne peuvent pas être dans une seule. état énergétique. Ainsi, les particules « poussent » la matière autour du noyau, créant ainsi une pression. Cela n'est possible que si la masse de l'étoile est inférieure à 1,44 masse solaire. Lorsqu’une étoile dépasse cette limite (appelée limite de Chandrasekhar), elle s’effondre simplement en une étoile à neutrons ou un trou noir.
Quand une étoile s'effondre et devient étoile à neutrons, il n’y a plus de matière dégénérée en électrons, il s’agit de matière dégénérée en neutrons. Parce qu’une étoile à neutrons est lourde, les électrons fusionnent avec les protons situés dans son noyau pour former des neutrons. Neutrons libres (les neutrons ne sont pas liés dans noyau atomique) ont une demi-vie de 10,3 minutes. Mais dans le cœur d’une étoile à neutrons, la masse de l’étoile permet aux neutrons d’exister à l’extérieur du noyau, formant ainsi de la matière dégénérée par les neutrons.
D’autres formes exotiques de matière dégénérée peuvent également exister, notamment de la matière étrange, qui peut exister sous la forme stellaire rare des étoiles quarks. Les étoiles à quarks sont une étape entre une étoile à neutrons et un trou noir, où les quarks du noyau sont découplés et forment une soupe de quarks libres. Nous n’avons pas encore observé ce type d’étoiles, mais les physiciens admettent leur existence.
Superfluidité
Revenons sur Terre pour discuter des superfluides. La superfluidité est un état de la matière qui existe dans certains isotopes de l'hélium, du rubidium et du lithium refroidis à un niveau proche du zéro absolu. Cet état est similaire à un condensat de Bose-Einstein (Bose-Einstein condensate, BEC), à quelques différences près. Certains BEC sont des superfluides, et certains superfluides sont des BEC, mais tous ne sont pas identiques.
L'hélium liquide est connu pour sa superfluidité. Lorsque l’hélium est refroidi jusqu’au « point lambda » de -270 degrés Celsius, une partie du liquide devient superfluide. Si vous refroidissez la plupart des substances jusqu'à un certain point, l'attraction entre les atomes surmonte les vibrations thermiques de la substance, leur permettant ainsi de former une structure solide. Mais les atomes d'hélium interagissent si faiblement les uns avec les autres qu'ils peuvent rester liquides à une température presque nulle absolue. Il s’avère qu’à cette température, les caractéristiques des atomes individuels se chevauchent, donnant lieu à d’étranges propriétés de superfluidité.
Les superfluides n'ont pas de viscosité interne. Les superfluides placés dans un tube à essai commencent à ramper sur les côtés du tube à essai, défiant apparemment les lois de la gravité et de la tension superficielle. L'hélium liquide s'échappe facilement car il peut passer à travers des trous même microscopiques. La superfluidité possède également d’étranges propriétés thermodynamiques. Dans cet état, les substances ont une entropie thermodynamique nulle et une conductivité thermique infinie. Cela signifie que deux superfluides ne peuvent pas être thermiquement distincts. Si vous ajoutez de la chaleur à une substance superfluide, celle-ci la conduira si rapidement que se formeront des vagues de chaleur qui ne sont pas caractéristiques des liquides ordinaires.
Condensat de Bose-Einstein
Le condensat de Bose-Einstein est probablement l’une des formes obscures de matière les plus connues. Tout d’abord, nous devons comprendre ce que sont les bosons et les fermions. Un fermion est une particule à spin demi-entier (comme un électron) ou une particule composite (comme un proton). Ces particules obéissent au principe d’exclusion de Pauli, qui permet à la matière dégénérée en électrons d’exister. Un boson, cependant, a un spin entier complet et plusieurs bosons peuvent occuper le même état quantique. Les bosons comprennent toutes les particules porteuses de force (telles que les photons), ainsi que certains atomes, notamment l'hélium-4 et d'autres gaz. Les éléments de cette catégorie sont appelés atomes bosoniques.
Dans les années 1920, Albert Einstein s’inspire des travaux du physicien indien Satyendra Nath Bose pour proposer nouvel uniforme matière. La théorie originale d'Einstein était que si l'on refroidissait certains gaz élémentaires à une température située une fraction de degré au-dessus du zéro absolu, leurs fonctions d'onde fusionneraient, créant un « superatome ». Une telle substance présentera des effets quantiques au niveau macroscopique. Mais ce n’est que dans les années 1990 que les technologies nécessaires pour refroidir les éléments à de telles températures sont apparues. En 1995, les scientifiques Eric Cornell et Carl Wieman ont réussi à combiner 2 000 atomes dans un condensat de Bose-Einstein suffisamment gros pour être observé au microscope.
Les condensats de Bose-Einstein sont étroitement liés aux superfluides, mais possèdent également leur propre ensemble de propriétés uniques. C'est aussi drôle que le BEC puisse ralentir la vitesse normale de la lumière. En 1998, la scientifique de Harvard, Lene Howe, a réussi à ralentir la lumière à 60 kilomètres par heure en faisant briller un laser à travers un échantillon de BEC en forme de cigare. Lors d'expériences ultérieures, le groupe de Howe a pu arrêter complètement la lumière dans le BEC en éteignant le laser lorsque la lumière traversait l'échantillon. Celles-ci ont ouvert un nouveau domaine de communication basé sur la lumière et l’informatique quantique.
Métaux Jahn-Teller
Les métaux Jahn-Teller sont le dernier né dans le monde des états de la matière, car les scientifiques n'ont réussi à les créer pour la première fois qu'en 2015. Si les expériences sont confirmées par d’autres laboratoires, ces métaux pourraient changer le monde, puisqu’ils possèdent à la fois des propriétés d’isolant et de supraconducteur.
Les scientifiques dirigés par le chimiste Cosmas Prassides ont expérimenté en introduisant du rubidium dans la structure des molécules de carbone 60 (communément appelées fullerènes), ce qui a amené les fullerènes à prendre une nouvelle forme. Ce métal doit son nom à l'effet Jahn-Teller, qui décrit comment la pression peut changer Forme géométrique molécules dans de nouvelles configurations électroniques. En chimie, la pression est obtenue non seulement en comprimant quelque chose, mais également en ajoutant de nouveaux atomes ou molécules à une structure préexistante, modifiant ainsi ses propriétés fondamentales.
Quand groupe de recherche Prassides a commencé à ajouter du rubidium aux molécules de carbone 60, les molécules de carbone sont passées d'isolants à semi-conducteurs. Cependant, en raison de l'effet Jahn-Teller, les molécules ont tenté de rester dans l'ancienne configuration, créant une substance qui tentait d'être un isolant, mais qui avait propriétés électriques supraconducteur. La transition entre isolant et supraconducteur n’avait jamais été envisagée jusqu’au début de ces expériences.
Ce qui est intéressant à propos des métaux Jahn-Teller, c'est qu'ils deviennent supraconducteurs à haute température (-135 degrés Celsius, au lieu des 243,2 degrés habituels). Cela les rapproche des niveaux acceptables pour la production de masse et l’expérimentation. Si cela se confirme, nous pourrions faire un pas de plus vers la création de supraconducteurs fonctionnant à température ambiante, ce qui révolutionnerait à son tour de nombreux domaines de notre vie.
Matière photonique
Pendant de nombreuses décennies, on a cru que les photons étaient des particules sans masse qui n’interagissaient pas les unes avec les autres. Cependant, au cours des dernières années, des scientifiques du MIT et de Harvard ont découvert de nouvelles façons de « donner » de la masse légère, et même de créer des « » qui rebondissent les uns sur les autres et se lient les uns aux autres. Certains considéraient qu'il s'agissait de la première étape vers la création d'un sabre laser.
La science de la matière photonique est un peu plus compliquée, mais elle est tout à fait possible à comprendre. Les scientifiques ont commencé à créer de la matière photonique en expérimentant avec du rubidium surfondu. Lorsqu'un photon traverse le gaz, il réfléchit et interagit avec les molécules de rubidium, perdant de l'énergie et ralentissant. Après tout, le photon quitte le nuage très lentement.
Des choses étranges commencent à se produire lorsque vous faites passer deux photons à travers un gaz, créant un phénomène connu sous le nom de bloc Rydberg. Lorsqu’un atome est excité par un photon, les atomes proches ne peuvent pas être excités au même degré. L’atome excité se retrouve sur le chemin du photon. Pour qu’un atome proche soit excité par un deuxième photon, le premier photon doit traverser le gaz. Normalement, les photons n'interagissent pas entre eux, mais lorsqu'ils rencontrent un bloc Rydberg, ils se poussent à travers le gaz, échangeant de l'énergie et interagissant les uns avec les autres. De l’extérieur, les photons semblent avoir une masse et agir comme une seule molécule, bien qu’en réalité ils n’aient pas de masse. Lorsque les photons sortent du gaz, ils semblent se rassembler, comme une molécule de lumière.
L’application pratique de la matière photonique est encore remise en question, mais elle sera certainement trouvée. Peut-être même des sabres laser.
Superuniformité désordonnée
Lorsqu’ils tentent de déterminer si une substance est dans un nouvel état, les scientifiques examinent la structure de la substance ainsi que ses propriétés. En 2003, Salvatore Torquato et Frank Stillinger de l'Université de Princeton ont proposé un nouvel état de la matière connu sous le nom de superuniformité désordonnée. Bien que cette phrase semble être un oxymore, elle suggère à la base un nouveau type de substance qui semble désordonnée lorsqu’on l’observe de près, mais qui est hyper-uniforme et structurée de loin. Une telle substance doit avoir les propriétés d’un cristal et d’un liquide. À première vue, cela existe déjà dans les plasmas et l'hydrogène liquide, mais des scientifiques ont récemment découvert exemple naturel là où personne ne s'y attendait : dans un œil de poule.
Les poulets ont cinq cônes dans leur rétine. Quatre détectent la couleur et un est responsable des niveaux de lumière. Cependant, contrairement à l’œil humain ou aux yeux hexagonaux des insectes, ces cônes sont répartis de manière aléatoire, sans véritable ordre. Cela se produit parce que les cônes dans l'œil d'un poulet sont entourés de zones d'exclusion, qui ne permettent pas à deux cônes du même type d'être proches. En raison de la zone d'exclusion et de la forme des cônes, ils ne peuvent pas former de structures cristallines ordonnées (comme dans les solides), mais lorsque tous les cônes sont considérés comme un seul, ils semblent avoir un motif hautement ordonné, comme le montrent les images de Princeton ci-dessous. Ainsi, nous pouvons décrire ces cônes dans la rétine d'un œil de poulet comme étant liquides après une inspection plus approfondie et comme solide vu de loin. Ceci est différent des solides amorphes dont nous avons parlé ci-dessus, puisque ce matériau superhomogène agira comme un liquide, et le amorphe solide- Non.
Les scientifiques étudient toujours ce nouvel état de la matière, car il pourrait également être plus courant qu’on ne le pensait initialement. Aujourd'hui, des scientifiques de l'Université de Princeton tentent d'adapter ces matériaux superhomogènes pour créer des structures auto-organisées et des détecteurs de lumière qui réagissent à la lumière d'une longueur d'onde spécifique.
Réseaux de chaînes
Dans quel état de la matière est le vide de l'espace ? La plupart des gens n'y pensent pas, mais au cours des dix dernières années, Xiao Gang-Wen du MIT et Michael Levine de Harvard ont proposé un nouvel état de la matière qui pourrait nous conduire à la découverte de particules fondamentales au-delà de l'électron.
Le développement d'un modèle fluide de réseau de cordes a commencé au milieu des années 90, lorsqu'un groupe de scientifiques a proposé ce que l'on appelle des quasiparticules, qui semblaient apparaître dans une expérience lorsque des électrons passaient entre deux semi-conducteurs. Il y a eu une agitation parce que les quasiparticules se comportaient comme si elles avaient une charge fractionnaire, ce qui semblait impossible pour la physique de l'époque. Les scientifiques ont analysé les données et ont suggéré que l'électron n'est pas une particule fondamentale de l'Univers et qu'il existe des particules fondamentales que nous n'avons pas encore découvertes. Ce travail les a amenés prix Nobel, mais il s'est avéré plus tard qu'une erreur dans l'expérience s'était glissée dans les résultats de leur travail. Les quasiparticules ont été commodément oubliées.
Mais pas tout. Wen et Levin ont pris comme base l'idée des quasiparticules et ont proposé un nouvel état de la matière, l'état du réseau de cordes. La propriété principale d’un tel état est l’intrication quantique. Comme pour la superuniformité désordonnée, si vous regardez de près la matière en forme de réseau, elle ressemble à une collection désordonnée d’électrons. Mais si vous le regardez dans son ensemble, vous verrez un ordre élevé en raison des propriétés quantiques intriquées des électrons. Wen et Lewin ont ensuite élargi leurs travaux pour couvrir d'autres particules et propriétés d'intrication.
Ayant travaillé modèles informatiques Pour le nouvel état de la matière, Wen et Levin ont découvert que les extrémités des réseaux de cordes pouvaient produire une variété de particules subatomiques, y compris les légendaires « quasiparticules ». Une surprise encore plus grande a été que lorsque le matériau du réseau de cordes vibre, il le fait conformément aux équations de Maxwell pour la lumière. Wen et Levin ont proposé que le cosmos soit rempli de réseaux de cordes de particules subatomiques enchevêtrées et que les extrémités de ces réseaux de cordes représentent les particules subatomiques que nous observons. Ils ont également suggéré que le fluide du filet pourrait assurer l’existence de la lumière. Si le vide de l’espace était rempli d’un fluide en forme de filet, cela pourrait nous permettre de combiner la lumière et la matière.
Tout cela peut sembler très tiré par les cheveux, mais en 1972 (des décennies avant les propositions de filets à cordes), des géologues ont découvert un matériau étrange au Chili : l'herbertsmithite. Dans ce minéral, les électrons forment des structures triangulaires qui semblent contredire tout ce que nous savons sur la façon dont les électrons interagissent les uns avec les autres. De plus, cette structure triangulaire a été prédite par le modèle de réseau de cordes, et les scientifiques ont travaillé avec de l'herbertsmithite artificielle pour confirmer avec précision le modèle.
Plasma quarks-gluons
En parlant du dernier état de la matière de cette liste, considérons l’état qui a tout déclenché : le plasma quarks-gluons. DANS univers primitif l'état de la matière différait considérablement de l'état classique. Tout d’abord, un peu de contexte.
Les quarks sont particules élémentaires, que l’on retrouve à l’intérieur des hadrons (comme les protons et les neutrons). Les hadrons sont constitués soit de trois quarks, soit d'un quark et d'un antiquark. Les quarks ont des charges fractionnaires et sont maintenus ensemble par des gluons, qui sont des particules d'échange de la force nucléaire forte.
Nous ne voyons pas de quarks libres dans la nature, mais juste après le Big Bang, les quarks et les gluons libres ont existé pendant une milliseconde. À cette époque, la température de l’Univers était si élevée que les quarks et les gluons se déplaçaient presque à la vitesse de la lumière. Durant cette période, l’Univers était entièrement constitué de ce plasma chaud de quarks et de gluons. Après une autre fraction de seconde, l'Univers s'est suffisamment refroidi pour que des particules lourdes comme les hadrons se forment, et les quarks ont commencé à interagir entre eux et avec les gluons. À partir de ce moment, la formation de l’Univers que nous connaissons a commencé et les hadrons ont commencé à se lier aux électrons, créant ainsi des atomes primitifs.
Déjà là univers moderne Les scientifiques ont tenté de recréer un plasma quark-gluon dans de grands accélérateurs de particules. Au cours de ces expériences, des particules lourdes telles que des hadrons sont entrées en collision les unes avec les autres, créant une température à laquelle les quarks se sont séparés en un bref délais. Au cours de ces expériences, nous avons beaucoup appris sur les propriétés du plasma quark-gluon, qui était totalement sans friction et plus liquide que le plasma ordinaire. Les expériences avec des états exotiques de la matière nous permettent d’en apprendre beaucoup sur comment et pourquoi notre Univers tel que nous le connaissons s’est formé.
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Si vous pensez que la chimie est une science très ennuyeuse, alors je vous conseille d'examiner plus en détail 7 réactions chimiques très intéressantes et inhabituelles qui vous surprendront certainement. Peut-être que les gifs dans la suite du post sauront vous convaincre, et vous arrêterez de penser que la chimie est ennuyeuse ;) Regardons plus loin.
Acide bromique hypnotisant
Selon la science, la réaction Belousov-Zhabotinsky est une « réaction oscillatoire » réaction chimique", au cours de laquelle" les ions de métaux de transition catalysent l'oxydation de divers agents réducteurs, généralement organiques, avec de l'acide bromique dans un milieu acide. Environnement aquatique", qui permet "d'observer à l'œil nu la formation de structures spatio-temporelles complexes". Ce explication scientifique un phénomène hypnotique qui se produit lorsqu'on jette un peu de brome dans une solution acide.
L'acide convertit le brome en Substance chimique appelé bromure (qui prend une teinte complètement différente), le bromure se transforme à son tour rapidement en brome car les elfes scientifiques qui y vivent sont des connards têtus. La réaction se répète encore et encore, vous permettant d'observer sans cesse le mouvement d'incroyables structures ressemblant à des vagues.
Les produits chimiques transparents deviennent instantanément noirs
Question : Que se passe-t-il si vous mélangez du sulfite de sodium, de l'acide citrique et de l'iodure de sodium ?
La bonne réponse est ci-dessous :
Lorsque vous mélangez les ingrédients ci-dessus dans certaines proportions, vous obtenez un liquide capricieux qui commence par être clair puis devient soudainement noir. Cette expérience s'appelle l'horloge à l'iode. En termes simples, cette réaction se produit lorsque des composants spécifiques se combinent de telle manière que leur concentration change progressivement. S'il atteint un certain seuil, le liquide devient noir.
Mais ce n'est pas tout. En modifiant la proportion des ingrédients, vous avez la possibilité d'obtenir la réaction inverse :
De plus, en utilisant diverses substances et des formules (par exemple, en option - la réaction de Briggs-Rauscher), vous pouvez créer un mélange schizophrénique qui changera constamment de couleur du jaune au bleu.
Créer du plasma au micro-ondes
Voulez-vous faire quelque chose d'amusant avec votre ami, mais vous n'avez pas accès à un tas de produits chimiques obscurs ou aux connaissances de base nécessaires pour les mélanger en toute sécurité ? Ne désespérez pas ! Tout ce dont vous avez besoin pour cette expérience sont des raisins, un couteau, un verre et un micro-ondes. Alors, prenez un raisin et coupez-le en deux. Divisez à nouveau un des morceaux en deux parties à l'aide d'un couteau afin que ces quartiers restent reliés par la peau. Placez-les au micro-ondes et couvrez d'un verre renversé, allumez le four. Puis reculez et regardez les extraterrestres voler la baie coupée.
En fait, ce qui se passe sous vos yeux est l’un des moyens de créer une très petite quantité de plasma. Depuis l’école, vous savez qu’il existe trois états de la matière : solide, liquide et gazeux. Le plasma est essentiellement le quatrième type et est un gaz ionisé obtenu par surchauffe d'un gaz ordinaire. Le jus de raisin s'avère riche en ions et constitue donc l'un des moyens les meilleurs et les plus abordables pour mener des expériences scientifiques simples.
Soyez toutefois prudent lorsque vous tentez de créer un plasma au micro-ondes, car l’ozone qui se forme à l’intérieur du verre peut être toxique en grande quantité !
Allumer une bougie éteinte à travers une traînée de fumée
Vous pouvez essayer cette astuce chez vous sans risquer de faire exploser votre salon ou toute votre maison. Allumer une bougie. Soufflez-le et ramenez immédiatement le feu sur la traînée de fumée. Félicitations : vous l'avez fait, vous êtes désormais un véritable maître du feu.
Il s’avère qu’il existe une sorte d’amour entre le feu et la cire de bougie. Et ce sentiment est bien plus fort qu’on ne le pense. Peu importe l'état dans lequel se trouve la cire - liquide, solide, gazeuse - le feu la trouvera toujours, la dépassera et la brûlera en enfer.
Cristaux qui brillent lorsqu'ils sont écrasés
Voici un produit chimique appelé europium tetrakis, qui présente l’effet de triboluminescence. Cependant, des temps meilleurs voir que lire cent fois.
Cet effet se produit lorsque le corps cristallins en convertissant l'énergie cinétique directement en lumière.
Si vous voulez voir tout cela de vos propres yeux, mais que vous n'avez pas d'europium tetrakis sous la main, ce n'est pas grave : même le sucre le plus ordinaire fera l'affaire. Asseyez-vous simplement dans une pièce sombre, mettez quelques morceaux de sucre dans un mixeur et profitez de la beauté des feux d'artifice.
Au XVIIIe siècle, lorsque beaucoup de gens pensaient que les phénomènes scientifiques étaient causés par des fantômes, des sorcières ou des fantômes de sorcières, les scientifiques utilisaient cet effet pour se moquer des « simples mortels » en mâchant du sucre dans le noir et en se moquant de ceux qui les fuyaient. comme le feu.
Monstre infernal sortant d'un volcan
Le thiocyanate de mercure (II) est une poudre blanche apparemment innocente, mais une fois que vous y mettez le feu, elle se transforme immédiatement en un monstre mythique, prêt à vous dévorer ainsi que le monde entier.
La deuxième réaction, illustrée ci-dessous, est provoquée par la combustion du bichromate d’ammonium, entraînant la formation d’un volcan miniature.
Eh bien, que se passe-t-il si vous mélangez les deux produits chimiques mentionnés ci-dessus et y mettez le feu ? Voir par vous-même.
Cependant, ne tentez pas ces expériences chez vous, car le thiocyanate de mercure (II) et le dichromate d'ammonium sont très toxiques et peuvent nuire gravement à votre santé s'ils sont brûlés. Prends soin de toi!
Écoulement laminaire
Si vous mélangez du café avec du lait, vous obtiendrez un liquide que vous ne pourrez probablement jamais séparer à nouveau en ses composants constitutifs. Et cela s’applique à toutes les substances qui sont à l’état liquide, n’est-ce pas ? Droite. Mais il existe un flux laminaire. Pour voir cette magie en action, il suffit de placer quelques gouttes de colorants multicolores dans un récipient transparent avec du sirop de maïs et de mélanger le tout soigneusement...
... puis mixez à nouveau au même rythme, mais maintenant dans le sens opposé.
L'écoulement laminaire peut se produire dans toutes les conditions et en utilisant différents types de liquides, mais dans ce cas, ce phénomène inhabituel est dû aux propriétés visqueuses du sirop de maïs qui, lorsqu'il est mélangé à des colorants, forme des couches multicolores. Ainsi, si vous effectuez l'action avec la même prudence et lenteur dans la direction opposée, tout reviendra à sa place d'origine. C'est comme voyager dans le temps !
L'homme a toujours cherché à trouver des matériaux qui ne laissent aucune chance à ses concurrents. Depuis l’Antiquité, les scientifiques recherchent les matériaux les plus durs au monde, les plus légers et les plus lourds. La soif de découverte a conduit à la découverte gaz parfait et un corps parfaitement noir. Nous vous présentons les substances les plus étonnantes au monde.
1. La substance la plus noire
La substance la plus noire au monde s'appelle Vantablack et est constituée d'un ensemble de nanotubes de carbone (voir carbone et ses allotropes). En termes simples, le matériau est constitué d’innombrables « poils » ; une fois captée dedans, la lumière rebondit d’un tube à l’autre. Ainsi, environ 99,965 % sont absorbés flux lumineux et seule une infime fraction est réfléchie.
La découverte de Vantablack ouvre de larges perspectives d'utilisation de ce matériau en astronomie, électronique et optique.
2. La substance la plus inflammable
Le trifluorure de chlore est la substance la plus inflammable de tous les temps connu de l'humanité. C'est un agent oxydant puissant qui réagit avec presque tous les éléments chimiques. Le trifluorure de chlore peut brûler le béton et enflammer facilement le verre ! L'utilisation du trifluorure de chlore est pratiquement impossible en raison de son inflammabilité phénoménale et de l'impossibilité d'assurer une utilisation sûre.
3. La substance la plus toxique
Le poison le plus puissant est la toxine botulique. On le connaît sous le nom de Botox, c'est ainsi qu'on l'appelle en cosmétologie, où il a trouvé sa principale application. La toxine botulique est un produit chimique produit par la bactérie Clostridium botulinum. Outre le fait que la toxine botulique est la plus substance empoisonnée, donc il a aussi le plus grand masse moléculaire parmi les protéines. La toxicité phénoménale de la substance est attestée par le fait que seulement 0,00002 mg min/l de toxine botulique suffit à rendre la zone affectée mortelle pour l'homme pendant une demi-journée.
4. La substance la plus chaude
C’est ce qu’on appelle le plasma quark-gluon. La substance a été créée par la collision d’atomes d’or à une vitesse proche de la lumière. Le plasma quark-gluon a une température de 4 000 milliards de degrés Celsius. A titre de comparaison, ce chiffre est 250 000 fois supérieur à la température du Soleil ! Malheureusement, la durée de vie de la matière est limitée à un billionième de billionième de seconde.
5. L'acide le plus caustique
Dans cette nomination, le champion est l'acide fluorure-antimoine H. L'acide fluorure-antimoine est 2×10 16 (deux cents quintillions) de fois plus caustique que l'acide sulfurique. C'est très substance active, qui peut exploser si une petite quantité d'eau est ajoutée. Les vapeurs de cet acide sont mortelles.
6. La substance la plus explosive
La substance la plus explosive est l'heptanitrocubane. Il est très cher et n'est utilisé que pour recherche scientifique. Mais l'octogène, légèrement moins explosif, est utilisé avec succès dans les affaires militaires et en géologie lors du forage de puits.
7. La substance la plus radioactive
Le polonium-210 est un isotope du polonium qui n'existe pas dans la nature, mais qui est fabriqué par l'homme. Utilisé pour créer des miniatures, mais en même temps, très sources puissantesénergie. Il a une demi-vie très courte et est donc capable de provoquer de graves maladies des radiations.
8. La substance la plus lourde
Il s’agit bien sûr de fullerite. Sa dureté est presque 2 fois supérieure à celle des diamants naturels. Vous pouvez en savoir plus sur la fullérite dans notre article Les matériaux les plus durs au monde.
9. L’aimant le plus puissant
L'aimant le plus puissant au monde est composé de fer et d'azote. À l'heure actuelle, les détails sur cette substance ne sont pas accessibles au grand public, mais on sait déjà que le nouveau super-aimant est 18 % plus puissant que l'aimant le plus puissant actuellement utilisé, le néodyme. Les aimants en néodyme sont fabriqués à partir de néodyme, de fer et de bore.
10. La substance la plus fluide
Le superfluide Helium II n’a presque aucune viscosité à des températures proches du zéro absolu. Cette propriété est due à sa propriété unique de fuir et de se déverser d'un récipient constitué de n'importe quel matériau solide. L'hélium II a des perspectives d'utilisation comme conducteur thermique idéal dans lequel la chaleur ne se dissipe pas.
