"legszélsőségesebb" lehetőség. Persze mindannyian hallottunk már történeteket olyan erős mágnesekről, amelyek belülről megsebesítik a gyerekeket, és savakról, amelyek pillanatok alatt átjutnak a kezeden, de vannak ezeknek még "extrémebb" változatai is.
1. Az ember által ismert legfeketébb anyag
Mi történik, ha átfedi a széleket szén nanocsövekés ezek alternatív rétegei? Az eredmény egy olyan anyag, amely az őt érő fény 99,9%-át elnyeli. Az anyag mikroszkopikus felülete egyenetlen, érdes, ami megtöri a fényt és egyben rosszul is tükrözi. Ezek után próbáld meg meghatározott sorrendben a szén nanocsöveket szupravezetőként használni, amitől kiváló fényelnyelők lesznek, és igazi fekete vihart kapsz. A tudósokat komolyan megzavarják ennek az anyagnak a lehetséges felhasználási lehetőségei, mivel valójában a fény nem „vész el”, az anyag felhasználható optikai eszközök, például teleszkópok javítására, sőt napelemek, közel 100%-os hatékonysággal működik.
2. A leggyúlékonyabb anyag
Sok minden elképesztő sebességgel ég le, mint például a hungarocell, napalm, és ez még csak a kezdet. De mi van, ha létezik olyan anyag, amely felgyújthatja a földet? Ez egyrészt provokatív kérdés, de kiindulópontnak hangzott el. A klór-trifluoridról az a kétes híre van, hogy borzasztóan gyúlékony anyag, bár a nácik úgy vélték, hogy az anyag túl veszélyes ahhoz, hogy vele dolgozzon. Amikor az emberek, akik a népirtásról beszélnek, azt hiszik, hogy életük célja nem az, hogy valamit felhasználjanak, mert az túlságosan halálos, ez támogatja ezen anyagok gondos kezelését. Azt mondják, hogy egy napon egy tonna anyag ömlött ki, és tűz keletkezett, és 30,5 cm beton és egy méter homok és kavics égett ki, amíg minden megnyugodott. Sajnos a náciknak igazuk volt.
3. A legmérgezőbb anyag
Mondd, mit szeretnél legkevésbé az arcodra tenni? Ez lehet a leghalálosabb méreg, amely joggal foglalná el a 3. helyet a fő extrém anyagok között. Az ilyen méreg valóban különbözik attól, ami átég a betonon, és a világ legerősebb savától (amit hamarosan feltalálnak). Bár nem teljesen igaz, kétségtelenül mindenki hallott már az orvosi közösségtől a Botoxról, és ennek köszönhetően a leghalálosabb méreg híressé vált. A Botox a Clostridium botulinum baktérium által termelt botulinum toxint használja, és nagyon halálos, mivel egy szem só mennyisége elegendő egy 200 kilós ember megöléséhez. Valójában a tudósok számításai szerint ennek az anyagnak mindössze 4 kg kipermetezése elegendő ahhoz, hogy minden embert megöljön a Földön. Egy sas valószínűleg sokkal humánusabban bánna egy csörgőkígyóval, mint ez a méreg egy emberrel.
4. A legforróbb anyag
Nagyon kevés olyan dolgot ismer az ember a világon, amely melegebb, mint egy frissen mikrohullámú forró Hot Pocket belsejében, de úgy tűnik, ez a cucc is megdönti ezt a rekordot. Az aranyatomok közel fénysebességgel történő ütközésével létrejött anyagot kvark-gluon "levesnek" nevezik, és eléri az őrült 4 billió Celsius-fokot, ami majdnem 250 000-szer melegebb, mint a Nap belsejében lévő anyagok. Az ütközés során felszabaduló energia mennyisége elegendő lenne a protonok és neutronok megolvasztásához, aminek önmagában is vannak olyan tulajdonságai, amelyekről nem is gondolnánk. A tudósok szerint ezzel az anyaggal bepillantást nyerhetünk univerzumunk születésébe, ezért érdemes megérteni, hogy az apró szupernóvákat nem szórakozásból hozták létre. Az igazán jó hír azonban az, hogy a "leves" a centiméter egy trilliod részét foglalta el, és a másodperc trilliod részét tartotta.
5. A legtöbb marósav
A sav egy szörnyű anyag, a mozi egyik legfélelmetesebb szörnyetegének savvért adtak, hogy még szörnyűbb legyen, mint egy gyilkológép (Alien), így belénk rögzült, hogy a savnak való kitettség nagyon rossz dolog. Ha az "idegenek" fluoridos-antimonsavval telnének meg, nem csak a padlón keresztül zuhannának mélyre, de a holttestükből kiáramló gőzök mindent megölnének körülöttük. Ez a sav 21019-szer erősebb, mint kénsavés átszivároghat az üvegen. És felrobbanhat, ha vizet ad hozzá. A reakció során pedig mérgező gőzök szabadulnak fel, amelyek a helyiségben bárkit megölhetnek.
6. A legrobbanékonyabb robbanóanyag
Valójában ezen a helyen jelenleg két összetevő osztozik: a HMX és a heptanitrocubane. A heptanitrokubán főként laboratóriumokban fordul elő, és hasonló a HMX-hez, de sűrűbb kristályszerkezettel rendelkezik, ami nagyobb pusztulási potenciállal rendelkezik. A HMX viszont elég nagy mennyiségben létezik ahhoz, hogy a fizikai létet fenyegesse. Szilárd tüzelőanyagként használják rakétákhoz, sőt nukleáris fegyverek detonátoraihoz is. És az utolsó a legrosszabb, mert annak ellenére, hogy a filmekben ez milyen könnyen megtörténik, a maghasadás/fúziós reakció elindítása, aminek eredményeként gombának tűnő, fényesen izzó magfelhők keletkeznek, nem egyszerű feladat, de a HMX tökéletesen megcsinálja.
7. A leginkább radioaktív anyag
Ha már a sugárzásnál tartunk, érdemes megemlíteni, hogy a Simpson családban bemutatott izzó zöld "plutónium" rudak csak fikció. Attól, hogy valami radioaktív, még nem világít. Érdemes megemlíteni, mert a polónium-210 annyira radioaktív, hogy kéken világít. Alekszandr Litvinyenko volt szovjet kémet félrevezették azzal, hogy ezt az anyagot az ételéhez adták, és nem sokkal ezután rákban halt meg. Ezzel nem viccelődni akarunk, a ragyogást az okozza, hogy az anyagot körülvevő levegőt sugárzás éri, sőt, a körülötte lévő tárgyak felmelegedhetnek. Amikor azt mondjuk, hogy „sugárzás”, például egy atomreaktorra vagy egy olyan robbanásra gondolunk, ahol a hasadási reakció ténylegesen végbemegy. Ez csak az ionizált részecskék felszabadulását jelenti, és nem az atomok ellenőrzés nélküli szétválását.
8. A legnehezebb anyag
Ha erre gondoltál a legjobban nehéz anyag a Földön gyémántok, ez jó, de pontatlan sejtés volt. Ez egy műszakilag megtervezett gyémánt nanorúd. Ez valójában nanoméretű gyémántok gyűjteménye, a legalacsonyabb tömörítési fokú és a legnehezebb anyaggal, ismert az ember. Valójában nem létezik, de ez nagyon hasznos lenne, mivel ez azt jelenti, hogy egy nap letakarhatjuk az autóinkat ezzel a cuccal, és csak megszabadulhatunk tőle, ha vonat ütközés történik (nem reális esemény). Ezt az anyagot 2005-ben Németországban találták fel, és valószínűleg ugyanolyan mértékben fogják használni, mint az ipari gyémántokat, kivéve, hogy az új anyag jobban ellenáll a kopásnak, mint a hagyományos gyémántok.
9. A legmágnesesebb anyag
Ha az induktor egy kis fekete darab lenne, akkor ugyanaz az anyag lenne. A 2010-ben vasból és nitrogénből kifejlesztett anyag 18%-kal nagyobb mágneses erővel rendelkezik, mint az előző rekorder, és olyan erős, hogy arra kényszerítette a tudósokat, hogy újragondolják a mágnesesség működését. Aki ezt az anyagot felfedezte, elhatárolódott a tanulmányaitól, hogy más tudós ne reprodukálhassa munkáját, mivel a hírek szerint 1996-ban Japánban is kifejlesztettek hasonló vegyületet, de más fizikusok nem tudták reprodukálni, így ez az anyag. hivatalosan nem fogadták el. Nem világos, hogy a japán fizikusoknak meg kell-e ígérniük a Sepuku elkészítését ilyen körülmények között. Ha ez az anyag reprodukálható, az azt jelentheti új kor hatékony elektronika és mágneses motorok, esetleg egy nagyságrenddel megnövekedett teljesítmény.
10. A legerősebb szuperfolyékonyság
A szuperfolyékonyság az anyag állapota (például szilárd vagy gáz), amely szélsőséges körülmények között lép fel alacsony hőmérsékletek, magas hővezető képességgel rendelkezik (ennek az anyagnak minden unciájának pontosan ugyanolyan hőmérsékletűnek kell lennie), és nincs viszkozitása. A hélium-2 a legjellemzőbb képviselője. A hélium-2 csésze spontán felemelkedik és kiömlik a tartályból. A hélium-2 más szilárd anyagokon is átszivárog, mivel a súrlódás teljes hiánya lehetővé teszi, hogy más láthatatlan lyukakon keresztül áramoljon, amelyeken a szokásos hélium (vagy víz) nem szivárogna át. A hélium-2 az 1-es számnál nem jön be a megfelelő állapotba, mintha képes lenne önállóan hatni, bár a Föld leghatékonyabb hővezetője is, több százszor jobb, mint a réz. A hő olyan gyorsan mozog a hélium-2-n keresztül, hogy hullámokban halad, mint a hang (második hangként ismert), ahelyett, hogy szétszóródna, ahol egyszerűen egyik molekuláról a másikra mozog. Mellesleg, azokat az erőket, amelyek szabályozzák a hélium-2 képességét a fal mentén való kúszásra, „harmadik hangnak” nevezik. Nem valószínű, hogy valami extrémebbet kapsz, mint egy olyan anyag, amely 2 új hangtípus meghatározását igényli.
Hogyan működik az „agyposta” – üzenetek továbbítása agyból agyba az interneten keresztül
A világ 10 titka, amelyet a tudomány végre felfedett 10 fő kérdés az Univerzummal kapcsolatban, amelyekre a tudósok jelenleg választ keresnek 8 dolog, amit a tudomány nem tud megmagyarázni 2500 éves tudományos rejtély: Miért ásítunk? A 3 legostobább érv, amellyel az evolúcióelmélet ellenzői igazolják tudatlanságukat Megvalósítható-e a szuperhősök képességei a modern technológia segítségével? Atom, fényesség, nuctemeron és még hét időegység, amiről még nem hallottál
Sok csodálatos dolog és szokatlan anyag van a világon, de ezek is megfelelhetnek a „legcsodálatosabbak az emberek által kitaláltak között” kategóriában. Természetesen ezek az anyagok csak első ránézésre „sértik meg” a fizika szabályait, valójában már régen minden tudományosan meg van magyarázva, bár ettől nem kevésbé meglepőek az anyagok.
A fizika szabályait sértő anyagok:
1. Ferrofluid egy mágneses folyadék, amelyből nagyon érdekes és bonyolult figurákat lehet kialakítani. Míg azonban nincs mágneses tér, a ferrofluid viszkózus és nem figyelemre méltó. De érdemes a segítséggel befolyásolni mágneses mező hogyan sorakoznak fel a részecskéi távvezetékek– és alkotni valami leírhatatlant...
2. Airgel fagyasztott füst(„Fagyott füst”) 99 százalékban levegőből és 1 százalék szilícium-anhidridből áll. Az eredmény egy igen lenyűgöző varázslat, a levegőben lebegő téglákkal és minden mással. Ráadásul ez a gél tűzálló is.
Szinte láthatatlan lévén az aerogél szinte hihetetlen súlyokat tud elbírni, ami 4000-szerese az elfogyasztott anyag térfogatának, és maga nagyon könnyű. Használják az űrben: például üstökösök farkáról „lefogják” a port, és „elszigetelik” az űrhajósok ruháit. A jövőben a tudósok szerint sok otthonban fog megjelenni: nagyon kényelmes anyag.
3.Perfluorkarbon olyan folyadék, amely tartalmaz nagyszámú oxigént, és amit valójában be is lélegezhet. Az anyagot a múlt század 60-as éveiben tesztelték: egereken, bizonyos fokú hatékonyságot bizonyítva. Sajnos csak egy bizonyos: a laboratóriumi egerek elpusztultak, miután több órát töltöttek folyadékkal töltött tartályokban. A tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy a szennyeződések a felelősek...
Ma a perfluor-szénhidrogéneket használják ultrahang vizsgálatokés még mesterséges vér létrehozására is. Semmi esetre sem szabad ellenőrizetlenül használni az anyagot: nem a legkörnyezetbarátabb. A légkör például 6500-szor aktívabban „melegszik”, mint a szén-dioxid.
4.Rugalmas vezetők ionos folyadék és szén nanocsövek „keverékéből” készülnek. A tudósok nem tudnak betelni ezzel a találmánnyal: valójában ezek a vezetők tulajdonságaik elvesztése nélkül megnyúlhatnak, majd visszatérhetnek eredeti méretükhöz, mintha mi sem történt volna. És ez okot ad arra, hogy komolyan gondoljunk mindenféle rugalmas szerkentyűre.
5. Nem newtoni folyadék- ez egy olyan folyadék, amelyen járni lehet: ha erőt alkalmazunk, megkeményedik. A tudósok arra törekednek, hogy a nem newtoni folyadékok ezen képességét katonai felszerelések és egyenruhák fejlesztésére használják fel. Így a puha és kényelmes anyag egy golyó hatására megkeményedik - és golyóálló mellényké változik.
6. Átlátszó alumínium-oxid ugyanakkor tervezik az erős fém felhasználását mind fejlettebb katonai felszerelések készítésére, mind az autóiparban, sőt az ablakgyártásban is. Miért ne: jól látszik, ugyanakkor nem törik.
7.Szén nanocsövek már jelen voltak a cikk negyedik bekezdésében, és most - új találkozó. És mindezt azért, mert nagyon szélesek a lehetőségeik, és órákig lehet beszélni mindenféle gyönyörről. Különösen ez a legtartósabb az összes ember által feltalált anyag közül.
Ennek az anyagnak a segítségével már most készülnek ultraerős szálak, ultrakompakt számítógép-processzorok és még sok-sok minden, és a jövőben a tempó csak nőni fog: szuperhatékony akkumulátorok, még hatékonyabb napelemek és még egy kábel a jövő űrliftjéhez...
8.Hidrofób homok a hidrofóbság pedig az fizikai tulajdon olyan molekula, amely „igyekszik” elkerülni a vízzel való érintkezést. Magát a molekulát ebben az esetben hidrofóbnak nevezzük.
A hidrofób molekulák általában nem polárisak, és „szívesebben” más semleges molekulák és nem poláris oldószerek közé tartoznak. Ezért a nagy érintkezési szögű hidrofób felületen lévő víz cseppekké gyűlik össze, és a tartályba belépő olaj eloszlik a felületén.
A legtöbb ember könnyen meg tudja nevezni az anyag három klasszikus halmazállapotát: folyékony, szilárd és gáz. Aki egy kicsit is ismeri a tudományt, az ehhez a háromhoz plazmát ad. Ám az idő múlásával a tudósok e négyen túl is bővítették a lehetséges anyagállapotok listáját. Ennek során sok mindent megtudtunk az Ősrobbanásról, a fénykardokról és a szerény csirke rejtett titkos állapotáról.
Az amorf szilárd anyagok a jól ismert szilárd halmazállapot meglehetősen érdekes részhalmazát képezik. Egy normál szilárd tárgyban a molekulák jól szervezettek, és nincs sok mozgásterük. Ez nagy viszkozitást ad a szilárd anyagnak, ami az áramlással szembeni ellenállás mértéke. A folyadékok viszont egy rendezetlen molekulaszerkezettel rendelkeznek, amely lehetővé teszi, hogy folyjanak, terjedjenek, megváltoztassák alakjukat, és felvegyék a tartály alakját, amelyben vannak. Az amorf szilárd anyagok valahol a két állapot között vannak. Az üvegesedés folyamata során a folyadékok lehűlnek és viszkozitásuk addig nő, amíg az anyag már nem folyik folyadékként, de molekulái rendezetlenek maradnak, és nem vesznek fel olyan kristályos szerkezetet, mint a normál szilárd anyagok.
Az amorf szilárd anyag leggyakoribb példája az üveg. Évezredek óta az emberek szilícium-dioxidból készítettek üveget. Amikor az üveggyártók lehűtik a szilícium-dioxidot folyékony állapotából, valójában nem szilárdul meg, amikor olvadáspontja alá csökken. A hőmérséklet csökkenésével a viszkozitás nő, és az anyag keményebbnek tűnik. Molekulái azonban továbbra is rendezetlenek maradnak. És akkor az üveg egyszerre válik amorfvá és keménysé. Ez az átmeneti folyamat lehetővé tette a kézművesek számára, hogy gyönyörű és szürreális üvegszerkezeteket hozzanak létre.
Mi a funkcionális különbség az amorf szilárd anyagok és a normál szilárd halmazállapot között? BAN BEN Mindennapi élet nem különösebben feltűnő. Az üveg teljesen szilárdnak tűnik, amíg meg nem vizsgálja. molekuláris szinten. Az a mítosz pedig, hogy idővel lecsöpög az üveg, egy fillért sem ér. Ezt a mítoszt leggyakrabban az az érv támasztja alá, hogy a templomok régi üvegei alul vastagabbnak tűnnek, de ez az üvegfúvás folyamatának tökéletlenségeiből adódik az üveg készítésekor. Érdekes azonban az amorf szilárd anyagok, például az üveg tanulmányozása tudományos szempont látás a fázisátalakulások és a molekulaszerkezet tanulmányozására.
Szuperkritikus folyadékok (folyadékok)
A legtöbb fázisátalakulás bizonyos hőmérsékleten és nyomáson megy végbe. Köztudott, hogy a hőmérséklet emelkedése végül a folyadékot gázzá változtatja. Amikor azonban a nyomás a hőmérséklettel együtt növekszik, a folyadék a szuperkritikus folyadékok birodalmába ugrik, amelyek gáz és folyadék tulajdonságaival is rendelkeznek. Például a szuperkritikus folyadékok áthaladhatnak szilárd anyagokon, például gázokon, de oldószerként is működhetnek, mint a folyadék. Érdekes módon a szuperkritikus folyadék a nyomás és a hőmérséklet kombinációjától függően inkább gázhoz vagy folyadékhoz hasonlóvá tehető. Ez lehetővé tette a tudósok számára, hogy számos alkalmazást találjanak szuperkritikus folyadékokra.
Bár a szuperkritikus folyadékok nem olyan gyakoriak, mint az amorf szilárd anyagok, valószínűleg ugyanolyan gyakran lép kapcsolatba velük, mint az üveggel. A szuperkritikus szén-dioxidot a sörfőzdék azért szeretik, mert oldószerként hat a komlóval való reakció során, a kávégyártók pedig a legjobb koffeinmentes kávé elkészítéséhez használják. Szuperkritikus folyadékokat is alkalmaztak a hidrolízis hatékonyabbá tételére és az erőművek magasabb hőmérsékleten való működésére. Általában minden nap használ szuperkritikus folyadék melléktermékeket.
Degenerált gáz
Míg amorf szilárd anyagok legalábbis a Földön találhatók, degenerált anyag csak bizonyos típusú csillagokban található. Degenerált gáz akkor létezik, ha egy anyag külső nyomását nem a hőmérséklet határozza meg, mint a Földön, hanem összetett kvantumelvek, különösen a Pauli-elv. Emiatt a degenerált anyag külső nyomása akkor is megmarad, ha az anyag hőmérséklete abszolút nullára csökken. A degenerált anyag két fő típusa ismert: az elektron-degenerált és a neutron-degenerált anyag.
Elektronikusan degenerált anyag elsősorban a fehér törpékben található. A csillag magjában akkor keletkezik, amikor a mag körüli anyagtömeg megpróbálja a mag elektronjait alacsonyabb energiájú állapotba tömöríteni. A Pauli-elv szerint azonban két egyforma részecske nem lehet egyben energia állapot. Így a részecskék "nyomják" az anyagot a mag körül, nyomást hozva létre. Ez csak akkor lehetséges, ha a csillag tömege kisebb, mint 1,44 naptömeg. Amikor egy csillag túllépi ezt a határértéket (Chandrasekhar határértékként ismert), egyszerűen neutroncsillaggá vagy fekete lyukká omlik össze.
Amikor egy csillag összeomlik és lesz neutroncsillag, már nincs elektron-degenerált anyaga, neutron-degenerált anyagból áll. Mivel a neutroncsillag nehéz, az elektronok a magjában lévő protonokkal egyesülve neutronokat képeznek. Szabad neutronok (a neutronok nincsenek bekötve atommag) felezési ideje 10,3 perc. De a neutroncsillagok magjában a csillag tömege lehetővé teszi, hogy a neutronok a magokon kívül is létezzenek, és neutron-degenerált anyagot képeznek.
A degenerált anyag más egzotikus formái is létezhetnek, beleértve a furcsa anyagokat, amelyek a kvarkcsillagok ritka csillagformájában létezhetnek. A kvarkcsillagok egy neutroncsillag és egy fekete lyuk közötti szakasz, ahol a magban lévő kvarkok szétválnak, és szabad kvarkok levest képeznek. Ezt a csillagtípust még nem figyeltük meg, de a fizikusok elismerik létezésüket.
Szupra folyékonyság
Térjünk vissza a Földre, hogy megvitassuk a szuperfolyadékokat. A szuperfolyékonyság az abszolút nulla közelébe hűtött hélium, rubídium és lítium bizonyos izotópjaiban előforduló halmazállapot. Ez az állapot hasonló a Bose-Einstein kondenzátumhoz (Bose-Einstein kondenzátum, BEC), néhány eltéréssel. Néhány BEC szuperfluid, néhány szuperfolyadék pedig BEC, de nem mindegyik azonos.
A folyékony hélium szuperfolyékonyságáról ismert. Amikor a héliumot -270 Celsius-fok "lambda-pontra" hűtik, a folyadék egy része szuperfolyékony lesz. Ha a legtöbb anyagot lehűtjük egy bizonyos pontra, az atomok közötti vonzalom legyőzi az anyag hőrezgését, lehetővé téve számukra, hogy szilárd szerkezetet alkossanak. De a hélium atomok olyan gyengén lépnek kölcsönhatásba egymással, hogy szinte abszolút nulla hőmérsékleten folyékonyak maradhatnak. Kiderült, hogy ezen a hőmérsékleten az egyes atomok jellemzői átfedik egymást, ami furcsa szuperfolyékonysági tulajdonságokat eredményez.
A szuperfolyadékoknak nincs belső viszkozitásuk. A kémcsőbe helyezett szuperfolyadékok elkezdenek felkúszni a kémcső oldalain, látszólag dacolva a gravitáció és a felületi feszültség törvényeivel. A folyékony hélium könnyen szivárog, mert még mikroszkopikus lyukakon is át tud csúszni. A szuperfolyékonyságnak furcsa termodinamikai tulajdonságai is vannak. Ebben az állapotban az anyagok termodinamikai entrópiája nulla és hővezető képessége végtelen. Ez azt jelenti, hogy két szuperfolyadék termikusan nem különböztethető meg. Ha egy szuperfolyékony anyaghoz hőt adunk, az olyan gyorsan vezeti azt, hogy olyan hőhullámok keletkeznek, amelyek nem jellemzőek a közönséges folyadékokra.
Bose-Einstein kondenzátum
A Bose-Einstein kondenzátum valószínűleg az egyik leghíresebb homályos anyagforma. Először is meg kell értenünk, mik azok a bozonok és fermionok. A fermion félegész spinnel rendelkező részecske (mint az elektron) vagy összetett részecske (mint a proton). Ezek a részecskék engedelmeskednek a Pauli-féle kizárási elvnek, amely lehetővé teszi az elektron-degenerált anyag létezését. Egy bozon azonban teljes egész számmal rendelkezik, és több bozon is elfoglalhatja ugyanazt a kvantumállapotot. A bozonok közé tartoznak az erőt hordozó részecskék (például fotonok), valamint egyes atomok, köztük a hélium-4 és más gázok. Az ebbe a kategóriába tartozó elemeket bozonikus atomoknak nevezzük.
Az 1920-as években Albert Einstein Satyendra Nath Bose indiai fizikus munkájára támaszkodott, hogy javaslatot tegyen. új egyenruhaügy. Einstein eredeti elmélete az volt, hogy ha bizonyos elemi gázokat az abszolút nulla fok töredékével magasabb hőmérsékletre hűtök le, hullámfüggvényeik egyesülnek, és egy "szuperatomot" hoznak létre. Egy ilyen anyag makroszkopikus szinten mutat kvantumhatást. De csak az 1990-es években jelentek meg az elemek ilyen hőmérsékletre hűtéséhez szükséges technológiák. 1995-ben Eric Cornell és Carl Wieman tudósok 2000 atomot tudtak egyesíteni egy Bose-Einstein kondenzátummá, amely elég nagy volt ahhoz, hogy mikroszkóppal is látható legyen.
A Bose-Einstein kondenzátumok szorosan kapcsolódnak a szuperfolyadékokhoz, de megvannak a saját egyedi tulajdonságaik is. Az is vicces, hogy a BEC képes lelassítani a normál fénysebességet. 1998-ban a harvardi tudós, Lene Howe képes volt lelassítani a fényt 60 kilométer/órára úgy, hogy egy szivar alakú BEC-mintán átvilágított egy lézert. A későbbi kísérletekben Howe csoportja teljesen meg tudta állítani a fényt a BEC-ben azáltal, hogy kikapcsolta a lézert, amikor a fény áthaladt a mintán. Ezek a fény- és kvantumszámításokon alapuló kommunikáció új területét nyitották meg.
Jahn–Teller fémek
A Jahn-Teller fémek a legújabb babák az anyagállapotok világában, mivel a tudósok csak 2015-ben tudták először sikeresen létrehozni őket. Ha a kísérleteket más laboratóriumok is megerősítik, ezek a fémek megváltoztathatják a világot, hiszen szigetelő és szupravezető tulajdonságokkal is rendelkeznek.
Cosmas Prassides kémikus vezette tudósok azzal kísérleteztek, hogy rubídiumot vittek be szén-60 molekulák (közismert nevén fullerének) szerkezetébe, amitől a fullerének új formát öltöttek. Ez a fém a Jahn-Teller-effektusról kapta a nevét, amely leírja, hogyan változhat a nyomás geometriai alakzat molekulák új elektronikus konfigurációkban. A kémiában a nyomást nemcsak úgy érik el, hogy valamit összenyomnak, hanem úgy is, hogy egy már meglévő szerkezethez új atomokat vagy molekulákat adnak, megváltoztatva annak alapvető tulajdonságait.
Amikor kutatócsoport Prassides elkezdte rubídiumot adni a szén-60 molekulákhoz, a szénmolekulák szigetelőkből félvezetőkké változtak. A Jahn-Teller-effektus miatt azonban a molekulák megpróbáltak a régi konfigurációban maradni, és olyan anyagot hoztak létre, amely megpróbált szigetelő lenni, de elektromos tulajdonságok szupravezető. A szigetelő és a szupravezető közötti átmenetet a kísérletek megkezdéséig soha nem vették figyelembe.
A Jahn-Teller fémek érdekessége, hogy magas hőmérsékleten (a szokásos 243,2 fok helyett -135 Celsius fokon) szupravezetővé válnak. Ez közelebb hozza őket a tömeggyártás és a kísérletezés számára elfogadható szintekhez. Ha beigazolódik, egy lépéssel közelebb kerülhetünk a szobahőmérsékleten működő szupravezetők létrehozásához, ami viszont életünk számos területét forradalmasítja.
Fotonikus anyag
Évtizedekig azt hitték, hogy a fotonok tömeg nélküli részecskék, amelyek nem lépnek kölcsönhatásba egymással. Az elmúlt néhány évben azonban az MIT és a Harvard tudósai új módokat fedeztek fel a fénytömeg "adására", sőt "" létrehozására is, amelyek egymásról visszapattannak és összekapcsolódnak. Egyesek úgy vélték, hogy ez az első lépés a fénykard létrehozása felé.
A fotonikus anyag tudománya egy kicsit bonyolultabb, de teljesen felfogható. A tudósok túlhűtött rubídium gázzal kezdték el a fotonikus anyagot létrehozni. Amikor egy foton átlövik a gázt, visszaverődik és kölcsönhatásba lép a rubídiummolekulákkal, energiát veszít és lelassul. Végül is a foton nagyon lassan hagyja el a felhőt.
Furcsa dolgok kezdenek történni, amikor két fotont engedünk át egy gázon, ami egy Rydberg-blokkként ismert jelenséget hoz létre. Amikor egy atomot foton gerjeszt, a közeli atomok nem gerjeszthetők ugyanolyan mértékben. A gerjesztett atom a foton útjában találja magát. Ahhoz, hogy egy közeli atomot egy második foton gerjeszthessen, az első fotonnak át kell haladnia a gázon. A fotonok általában nem lépnek kölcsönhatásba egymással, de amikor egy Rydberg blokkal találkoznak, átnyomják egymást a gázon, energiát cserélnek és kölcsönhatásba lépnek egymással. Kívülről úgy tűnik, hogy a fotonok tömeggel rendelkeznek, és egyetlen molekulaként működnek, bár valójában tömegtelenek. Amikor a fotonok kilépnek a gázból, úgy tűnik, hogy összeérnek, mint egy fénymolekula.
A fotonikus anyag gyakorlati alkalmazása még kérdéses, de biztosan megtalálják. Talán még fénykardokat is.
Zavaros szuperuniformitás
Amikor megpróbálják megállapítani, hogy egy anyag új állapotban van-e, a tudósok az anyag szerkezetét és tulajdonságait vizsgálják. 2003-ban Salvatore Torquato és Frank Stillinger, a Princeton Egyetem munkatársai egy új halmazállapotot javasoltak, amelyet rendezetlen szuperuniformitás néven ismernek. Bár ez a kifejezés oximoronnak tűnik, lényegében egy új típusú anyagra utal, amely közelről nézve rendezetlennek tűnik, de hiper-egyenletes és messziről strukturált. Az ilyen anyagnak kristály és folyadék tulajdonságaival kell rendelkeznie. Első pillantásra ez már létezik a plazmában és a folyékony hidrogénben, de a közelmúltban a tudósok felfedezték természetes példa ahol senki sem számított: csirkeszemben.
A csirkék retinájában öt kúp található. Négy érzékeli a színt, egy pedig a fényszintért. Azonban az emberi szemtől vagy a rovarok hatszögletű szemétől eltérően ezek a kúpok véletlenszerűen oszlanak el, valódi sorrend nélkül. Ez azért történik, mert a csirkeszemben lévő kúpok körül kizáró zónák vannak, és ezek nem teszik lehetővé, hogy két azonos típusú kúp közel legyen egymáshoz. A kúpok kizárási zónája és alakja miatt nem alkothatnak rendezett kristályos struktúrákat (mint a szilárd testekben), de ha az összes kúpot egynek tekintjük, úgy tűnik, hogy erősen rendezett mintázattal rendelkeznek, amint az az alábbi Princeton-képeken látható. Így ezeket a csirkeszem retinájában lévő kúpokat közelebbről megvizsgálva folyékonynak és mint szilárd ha messziről nézzük. Ez eltér a fentebb tárgyalt amorf szilárd anyagoktól, mivel ez a szuperhomogén anyag folyadékként működik, és az amorf szilárd- Nem.
A tudósok még mindig vizsgálják ezt az új anyagállapotot, mert az is előfordulhat, hogy gyakoribb, mint azt eredetileg gondolták. A Princeton Egyetem tudósai most megpróbálják adaptálni az ilyen szuperhomogén anyagokat önszerveződő struktúrák és fénydetektorok létrehozására, amelyek egy adott hullámhosszú fényre reagálnak.
String hálózatok
Milyen halmazállapotú a tér vákuumja? A legtöbb ember nem gondol rá, de az elmúlt tíz évben Xiao Gang-Wen (MIT) és Michael Levine (Harvard) olyan új halmazállapotot javasolt, amely elvezethet bennünket az elektronon túli alapvető részecskék felfedezéséhez.
A húrhálózati folyadékmodell kifejlesztéséhez vezető út a 90-es évek közepén kezdődött, amikor egy tudóscsoport úgynevezett kvázirészecskéket javasolt, amelyek úgy tűntek egy kísérletben, amikor elektronok haladtak át két félvezető között. Felfordulás támadt, mert a kvázi részecskék úgy viselkedtek, mintha törttöltésük lenne, ami az akkori fizika számára lehetetlennek tűnt. A tudósok elemezték az adatokat, és azt sugallták, hogy az elektron nem az Univerzum alapvető részecskéje, és vannak olyan alapvető részecskék, amelyeket még nem fedeztünk fel. Ez a munka hozta őket Nóbel díj, de később kiderült, hogy a kísérletben hiba csúszott a munkájuk eredményébe. A kvázirészecskéket kényelmesen elfelejtették.
De nem az összes. Wen és Levin a kvázirészecskék gondolatát vették alapul, és egy új anyagállapotot javasoltak, a húrháló állapotot. Egy ilyen állapot fő tulajdonsága a kvantumösszefonódás. Akárcsak a rendezetlen szuperuniformitás esetében, ha közelről nézzük a húrháló anyagot, az elektronok rendezetlen gyűjteményének tűnik. De ha egy egész szerkezetet nézünk, akkor az elektronok kvantumösszefonódási tulajdonságai miatt magas rendet fogunk látni. Wen és Lewin ezután kiterjesztette munkájukat más részecskék és összefonódási tulajdonságokra is.
Miután dolgozott számítógépes modellek Az anyag új állapotára vonatkozóan Wen és Levin felfedezte, hogy a húrhálózatok végei számos szubatomi részecskét képesek létrehozni, beleértve a legendás "kvázi részecskéket". Még nagyobb meglepetés volt, hogy amikor a húrháló anyaga rezeg, azt Maxwell fényre vonatkozó egyenleteinek megfelelően teszi. Wen és Levin azt javasolta, hogy a kozmosz tele van összegabalyodott szubatomi részecskék húrhálózataival, és ezeknek a húrhálózatoknak a végei az általunk megfigyelt szubatomi részecskéket képviselik. Azt is javasolták, hogy a húrháló folyadék biztosíthatja a fény létezését. Ha a tér vákuuma meg van töltve zsinórháló folyadékkal, ez lehetővé tenné számunkra, hogy egyesítsük a fényt és az anyagot.
Lehet, hogy mindez nagyon távolinak tűnik, de 1972-ben (évtizedekkel a húrháló-javaslatok előtt) a geológusok egy furcsa anyagot fedeztek fel Chilében – a herbertsmithitet. Ebben az ásványban az elektronok háromszög alakú struktúrákat alkotnak, amelyek látszólag ellentmondanak mindannak, amit az elektronok egymás közötti kölcsönhatásáról tudunk. Ezenkívül ezt a háromszög alakú szerkezetet a húrhálózati modell jósolta meg, és a tudósok mesterséges herbertsmitittel dolgoztak a modell pontos megerősítése érdekében.
Kvark-gluon plazma
Ha a listán szereplő utolsó anyagállapotról beszélünk, vegyük figyelembe azt az állapotot, amely az egészet elindította: a kvark-gluon plazmát. BAN BEN korai univerzum az anyag halmazállapota jelentősen eltért a klasszikustól. Először is egy kis háttér.
A kvarkok azok elemi részecskék, amelyeket a hadronok (például protonok és neutronok) belsejében találunk. A hadronok vagy három kvarkból vagy egy kvarkból és egy antikvarkból állnak. A kvarkok frakcionált töltésűek, és gluonok tartják össze őket, amelyek az erős nukleáris erő csere részecskéi.
A természetben nem látunk szabad kvarkokat, de közvetlenül az Ősrobbanás után egy ezredmásodpercig léteztek szabad kvarkok és gluonok. Ez idő alatt az Univerzum hőmérséklete olyan magas volt, hogy a kvarkok és a gluonok szinte fénysebességgel mozogtak. Ebben az időszakban az Univerzum teljes egészében ebből a forró kvark-gluon plazmából állt. A másodperc újabb töredéke után az Univerzum eléggé lehűlt ahhoz, hogy nehéz részecskék, például hadronok képződjenek, és a kvarkok kölcsönhatásba léptek egymással és a gluonokkal. Ettől a pillanattól kezdve megkezdődött az általunk ismert Univerzum kialakulása, és a hadronok elkezdtek kötődni az elektronokhoz, primitív atomokat létrehozva.
Már bent modern univerzum A tudósok nagy részecskegyorsítókban próbálták meg újra előállítani a kvark-gluon plazmát. E kísérletek során nehéz részecskék, például hadronok ütköztek egymással, és olyan hőmérsékletet hoztak létre, amelyen a kvarkok szétválnak. egy kis idő. E kísérletek során sokat tanultunk a kvark-gluon plazma tulajdonságairól, amely teljesen súrlódásmentes és folyadékszerűbb volt, mint a közönséges plazma. Az egzotikus halmazállapotokkal végzett kísérletek segítségével sok mindent megtudhatunk arról, hogyan és miért alakult ki az általunk ismert Univerzumunk.
A listverse.com anyagai alapján
Ha úgy gondolja, hogy a kémia egy nagyon unalmas tudomány, akkor azt tanácsolom, hogy nézzen tovább 7 nagyon érdekes és szokatlan kémiai reakciót, amelyek biztosan meglepnek. Talán a poszt folytatásában található gif-ek meg tudnak majd győzni, és már nem gondolod, hogy a kémia unalmas;) Nézzünk tovább.
Hipnotizáló brómsav
A tudomány szerint a Belousov-Zhabotinsky reakció „oszcilláló kémiai reakció", melynek során "átmeneti fémionok katalizálják a különféle, általában szerves redukálószerek oxidációját brómsavval savas kémhatásban vízi környezet", ami lehetővé teszi, hogy "szabad szemmel megfigyeljük az összetett tér-időbeli struktúrák kialakulását". Ez tudományos magyarázat hipnotikus jelenség, amely akkor lép fel, amikor egy kis brómot dobunk egy savas oldatba.
A sav a brómot alakítja át Vegyi anyag bromidnak nevezett (amely teljesen más árnyalatot ölt), a bromid viszont gyorsan visszavált brómmá, mert a benne élő tudományos manók makacs seggfejek. A reakció újra és újra megismétlődik, lehetővé téve, hogy végtelenül figyelje a hihetetlen hullámszerű struktúrák mozgását.
Az átlátszó vegyszerek azonnal feketévé válnak
Kérdés: Mi történik, ha összekeverünk nátrium-szulfitot, citromsavat és nátrium-jodidot?
A helyes válasz alább olvasható:
Ha a fenti összetevőket bizonyos arányban összekeverjük, a végeredmény egy szeszélyes folyadék, amely tiszta színű, majd hirtelen feketévé válik. Ezt a kísérletet jódórának hívják. Egyszerűen fogalmazva, ez a reakció akkor következik be, amikor bizonyos komponensek oly módon kombinálódnak, hogy koncentrációjuk fokozatosan változik. Ha elér egy bizonyos küszöböt, a folyadék feketévé válik.
De ez még nem minden. Az összetevők arányának megváltoztatásával lehetőség van az ellenkező reakcióra:
Ezen kívül, segítségével különféle anyagokés képletek (például lehetőségként - a Briggs-Rauscher reakció), olyan skizofrén keveréket hozhat létre, amely folyamatosan sárgáról kékre változtatja a színét.
Plazma létrehozása mikrohullámú sütőben
Szeretnél valami szórakoztatót csinálni a barátoddal, de nem férhetsz hozzá egy csomó ismeretlen vegyszerhez vagy a biztonságos keveréshez szükséges alapismeretekhez? Ne ess kétségbe! Ehhez a kísérlethez csak szőlőre, késre, pohárra és mikrohullámú sütőre van szüksége. Tehát vegyünk egy szőlőt és vágjuk félbe. Az egyik darabot egy késsel ismét két részre osztjuk úgy, hogy ezek a negyedek a héj által összekapcsolva maradjanak. Helyezze be őket a mikrohullámú sütőbe, és fedje le egy fejjel lefelé fordított pohárral, kapcsolja be a sütőt. Aztán lépj hátra, és nézd, ahogy az idegenek ellopják a levágott bogyót.
Valójában az, ami a szemed előtt történik, az egyik módja annak, hogy nagyon kis mennyiségű plazmát hozz létre. Iskola óta tudja, hogy az anyagnak három halmazállapota van: szilárd, folyékony és gáz. A plazma lényegében a negyedik típus, és egy közönséges gáz túlhevítésével nyert ionizált gáz. A szőlőlé ionokban gazdagnak bizonyul, ezért az egyik legjobb és legmegfizethetőbb eszköz az egyszerű tudományos kísérletek elvégzéséhez.
Legyen azonban óvatos, amikor a mikrohullámú sütőben plazmát próbál létrehozni, mert az üveg belsejében képződő ózon nagy mennyiségben mérgező lehet!
Kialudt gyertya meggyújtása a füstösvényen keresztül
Ezt a trükköt otthon is kipróbálhatja anélkül, hogy felrobbanná a nappaliját vagy az egész házat. Gyújts egy gyertyát. Fújja ki, és azonnal vigye a tüzet a füstösvényre. Gratulálunk: megcsináltad, most a tűz igazi mestere vagy.
Kiderült, hogy van valamiféle szerelem a tűz és a gyertyaviasz között. És ez az érzés sokkal erősebb, mint gondolnád. Nem számít, milyen állapotban van a viasz – folyékony, szilárd, gáznemű – a tűz akkor is megtalálja, utoléri és a pokolba égeti.
Kristályok, amelyek összetörve világítanak
Itt van egy europium tetrakis nevű vegyi anyag, amely a tribolumineszcencia hatását mutatja. Azonban, jobb idő látni, mint százszor olvasni.
Ez a hatás akkor jelentkezik, ha a kristályos testek a mozgási energiát közvetlenül fénnyé alakítva.
Ha mindezt a saját szemeddel szeretnéd látni, de nincs kéznél europium-tetrakisz, akkor mindegy: a legközönségesebb cukor is megteszi. Csak üljön egy sötét szobában, tegyen néhány kockacukrot egy turmixgépbe, és élvezze a tűzijáték szépségét.
A 18. században, amikor sokan azt hitték, hogy a tudományos jelenségeket szellemek, boszorkányok vagy boszorkányok kísértetei okozzák, a tudósok ezt a hatást arra használták, hogy gúnyolódjanak a „pusztán halandókon” úgy, hogy sötétben rágták a cukrot, és nevettek az előlük menekülőkön. mint a tűz.
Pokoli szörnyeteg egy vulkánból
A higany(II)-tiocianát látszólag ártatlan fehér por, de ha egyszer felgyújtja, azonnal mitikus szörnyeteggé változik, amely készen áll arra, hogy felfaljon téged és az egész világot.
Az alábbi képen látható második reakciót az ammónium-dikromát égése okozza, amelynek eredményeként egy miniatűr vulkán keletkezik.
Nos, mi történik, ha a két fent említett vegyszert összekevered és felgyújtod? Nézd meg magad.
Azonban ne próbálkozzon otthon ezekkel a kísérletekkel, mivel mind a higany(II)-tiocianát, mind az ammónium-dikromát erősen mérgező, és égés esetén súlyos egészségkárosodást okozhat. Vigyázz magadra!
Lamináris áramlás
Ha a kávét tejjel keveri, olyan folyadékot kap, amelyet valószínűleg soha többé nem tud majd szétválasztani alkotóelemeire. És ez minden folyékony halmazállapotú anyagra vonatkozik, igaz? Jobb. De van olyan, hogy lamináris áramlás. Ahhoz, hogy ezt a varázslatot működés közben láthassa, csak helyezzen néhány csepp sokszínű festéket egy átlátszó edénybe kukoricasziruppal, és alaposan keverje össze az egészet...
... majd újra keverjük ugyanabban a tempóban, de most az ellenkező irányba.
A lamináris áramlás bármilyen körülmények között és különféle folyadékok felhasználásával létrejöhet, de ebben az esetben ez a szokatlan jelenség a kukoricaszirup viszkózus tulajdonságainak köszönhető, amely színezékekkel keverve sokszínű rétegeket képez. Tehát, ha ugyanolyan óvatosan és lassan hajtja végre a műveletet az ellenkező irányba, akkor minden visszatér az eredeti helyére. Mintha visszautaznánk az időben!
Az ember mindig is olyan anyagokat keresett, amelyek nem hagynak esélyt versenytársainak. A tudósok ősidők óta a világ legkeményebb anyagait keresték, a legkönnyebbet és a legnehezebbet. A felfedezés utáni szomjúság vezetett a felfedezéshez ideális gázés tökéletesen fekete test. Bemutatjuk Önnek a világ legcsodálatosabb anyagait.
1. A legfeketébb anyag
A világ legfeketébb anyagát Vantablack-nek hívják, és szén nanocsövek gyűjteményéből áll (lásd a szén és allotrópjai). Egyszerűen fogalmazva, az anyag számtalan „szőrszálból” áll, ezekbe akadva a fény egyik csőről a másikra verődik. Így körülbelül 99,965% szívódik fel fényáramés csak egy apró töredéke tükröződik vissza.
A Vantablack felfedezése széles távlatokat nyit meg ennek az anyagnak a csillagászatban, az elektronikában és az optikában való felhasználása előtt.
2. A leggyúlékonyabb anyag
A klór-trifluorid a valaha volt leggyúlékonyabb anyag ismert az emberiség számára. Erős oxidálószer, és szinte mindennel reagál kémiai elemek. A klór-trifluorid megégetheti a betont és könnyen meggyullad az üveget! A klór-trifluorid alkalmazása gyakorlatilag lehetetlen, mert rendkívüli gyúlékonysága és a biztonságos felhasználás nem biztosítható.
3. A legmérgezőbb anyag
A legerősebb méreg a botulinum toxin. Botox néven ismerjük, így hívják a kozmetológiában, ahol megtalálta a fő alkalmazását. A botulinum toxin a Clostridium botulinum baktérium által termelt vegyi anyag. Amellett, hogy a botulinum toxin a leginkább mérgező anyag, tehát neki van a legnagyobb is molekuláris tömeg fehérjék között. Az anyag fenomenális toxicitását bizonyítja, hogy mindössze 0,00002 mg min/l botulinum toxin elegendő ahhoz, hogy az érintett terület fél napig halálos legyen az ember számára.
4. A legforróbb anyag
Ez az úgynevezett kvark-gluon plazma. Az anyag aranyatomok közel fénysebességű ütközésével jött létre. A kvark-gluon plazma hőmérséklete 4 billió Celsius fok. Összehasonlításképpen: ez a szám 250 000-szer magasabb, mint a Nap hőmérséklete! Sajnos az anyag élettartama a másodperc trilliodod részére korlátozódik.
5. A legtöbb marósav
Ebben a jelölésben a bajnok a fluorid-antimonsav H. A fluor-antimonsav 2×10 16 (kétszáz kvintimillió)-szor maróbb, mint a kénsav. Ez nagyon hatóanyag, amely kis mennyiségű víz hozzáadásakor felrobbanhat. Ennek a savnak a füstje halálosan mérgező.
6. A legrobbanékonyabb anyag
A legrobbanékonyabb anyag a heptanitrokubán. Nagyon drága és csak erre használják tudományos kutatás. De a kissé kevésbé robbanásveszélyes oktogént sikeresen használják katonai ügyekben és geológiában kutak fúrásakor.
7. A leginkább radioaktív anyag
A polónium-210 a polónium olyan izotópja, amely nem létezik a természetben, de az ember állítja elő. Miniatűr létrehozására használják, de ugyanakkor nagyon erős források energia. Nagyon rövid felezési ideje van, ezért súlyos sugárbetegséget okozhat.
8. A legnehezebb anyag
Ez természetesen fullerit. Keménysége majdnem 2-szer nagyobb, mint a természetes gyémántoké. A fulleritről bővebben A világ legkeményebb anyagai című cikkünkben olvashat.
9. A legerősebb mágnes
A világ legerősebb mágnese vasból és nitrogénből készül. Jelenleg erről az anyagról részletek nem állnak a nagyközönség rendelkezésére, de már ismert, hogy az új szupermágnes 18%-kal erősebb, mint a jelenleg használt legerősebb mágnesek - a neodímium. A neodímium mágnesek neodímiumból, vasból és bórból készülnek.
10. A legfolyékonyabb anyag
A szuperfolyékony hélium II-nek szinte nincs viszkozitása abszolút nullához közeli hőmérsékleten. Ez a tulajdonság annak az egyedülálló tulajdonságának köszönhető, hogy bármilyen szilárd anyagból készült edényből szivárog és kiönt. A Hélium II-t ideális hővezetőként lehet használni, amelyben a hő nem oszlik el.
