Wir lernen es im Physik- und Chemieunterricht, in der vierten Klasse – aber manchmal vergessen wir es nach ein paar Jahren. Auf der Erde gibt es drei verschiedene Phasen der Materie: fest, flüssig und gasförmig. Bei sehr hohen und niedrigen Temperaturen erhält das Material jedoch Eigenschaften, die neue Möglichkeiten eröffnen.
Wenn wir uns in eine extrem heiße Umgebung begeben und das Atom mit genügend Energie bombardieren, bilden die Elektronen den Stamm und erzeugen so ionisiertes Plasma: das ist der vierte Zustand der Materie.
Wenn Sie den Thermostat etwas höher drehen, zerfallen die Protonen und Neutronen und bilden a Quark-Gluon-Plasma: Es ist der fünfte Aggregatzustand.
Auf der anderen Seite der Skala bilden die verschiedenen Arten von Teilchen bei sehr niedrigen Temperaturen Bose-Einstein-Kondensate und fermionische Kondensate, den sechsten und siebten Aggregatzustand.
Heute können diese letzten beiden Zustände nur unter rauen Laborbedingungen erreicht werden. Es ist also notwendig, Ihr altes Wissen zu aktualisieren, falls dies noch nicht geschehen ist: Insgesamt sind tatsächlich sieben Materiezustände bekannt, und nicht drei.
Labore und Dunkle Materie
Für diejenigen, denen es schwer fällt, sich an ihre Lektionen zu erinnern: Auf der Erde besteht alles aus Atomen. Einige Atome verklumpen sich zu Molekülen, andere arbeiten sich als eigenständige Einheiten von selbst fort.
Egal wie viele Atome eine bestimmte chemische Verbindung (Wasser, Sauerstoff, Methan, Helium) enthält, die Kombination von Temperatur- und Druckbedingungen bestimmt, ob es sich um einen Feststoff, eine Flüssigkeit oder ein Gas handelt.
Wasser, das aufschlussreichste Beispiel, gefriert bei niedriger Temperatur und normalem Druck, wird bei höheren Drücken oder höheren Temperaturen flüssig und wird schließlich bei höheren Temperaturen oder sehr niedrigen Drücken zu einem Gas.
Oberhalb von 374 Grad Celsius, der kritischen Temperatur, bricht diese Unterscheidung zusammen. Bei niedrigem Druck kann man immer noch ein Gas bekommen, aber bei hohem Druck entsteht eine Mischung aus gasförmigen und flüssigen Eigenschaften. Wenn sie stärkerer Hitze ausgesetzt werden, ionisieren die Moleküle und bilden ein Plasma: Dies ist der vierte Aggregatzustand.
Diesen vierten Fall hat die New York Times in diesem sehr gefährlichen Video am Beispiel von … in der Mikrowelle gekochten Weintrauben erklärt.
Hier endet die atomare Saga der Materie. Für den Rest müssen wir uns auf die Seite der subatomaren Welt wagen: die Welt der Teilchen, die kleiner als das Atom sind.
beobachten Siebter Aggregatzustand, Fermion-Kondensatoren So muss es beispielsweise gelingen, außergewöhnliche Bedingungen im Labor zu erreichen: Temperaturen unter 50 Nanokelvin, bei angelegtem Magnetfeld, das sich zeitlich ändert.
In der Weite des Weltraums hingegen, dem Reich der Neutrinos (bestehend aus Fermionen) und der Dunklen Materie (die Bosonen enthalten kann), besteht die Möglichkeit, dass diese Kondensate reichlich vorhanden sind und sich auf natürliche Weise bilden … der Schlüssel zur Lösung das Geheimnis also liegt vielleicht in den seltensten Zuständen der Materie.
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