Phát hiện trạng thái mới của vật chất, "lơ lửng" giữa rắn và lỏng?

Lý thuyết quen thuộc "vật chất có 3 trạng thái cơ bản là rắn, lỏng, khí" có thể vừa bị phá vỡ bởi phát hiện sốc của nhóm nghiên cứu đến từ Trường Đại học California ở Berkekey (UC Berkeley - Mỹ).

Ba nhà khoa học Dimitrios Fraggedakis, Muhammad Hasyim và Kranthi Mandadapu từ UC Berkerley phát hiện ra một số vật chất tưởng là chất rắn lại có "hành vi" rất kỳ lạ: Các hạt tĩnh bên trong chúng liên tục "co giật", nhúc nhích tại chỗ, thay vì phải hoàn toàn tĩnh như định nghĩa cơ bản về chất rắn.

Điều đó đã giúp họ chỉ ra thứ có thể là trạng thái thứ tư của vật chất trên địa cầu trong bài báo khoa học vừa công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences.


Vùng màu vàng hiển thị nhiều phân tử di động hơn vùng màu xanh lam trong hai bức ảnh chụp ở hai trạng thái tương đối "mềm" và khá "cứng" khác nhau, khi nhiệt độ gần thay đổi - (Ảnh: Krathi Mandadapu)

Nhóm tác giả tạm gọi trạng thái chưa từng biết của vật chất này là "chất rắn vô định hình", một hỗn hợp kỳ lạ của chất rắn có trật tự tốt và chất lỏng liên kết lỏng lẻo.

Dạng vật chất này nhìn bằng mắt thường thì như chất rắn, nhưng trong nội tại thì lại có sự sắp xếp hỗn loạn của chất lỏng. Các hạt trong vật chất này có liên kết với nhau nhưng khá lỏng lẻo, nên vẫn nhúc nhích được. Nếu liên kết chắc hơn, chúng trở thành chất rắn. Liên kết mất dần, chúng hóa lỏng.

Một trong những thứ mà "chất rắn vô định hình" ẩn mình, chính là thủy tinh. Các thành phần cấu thành oxy và silicon bị nóng chảy khi đun nóng. Nếu được làm lạnh từ từ, các hạt bên trong vật liệu hình thành cấu trúc tinh thể có trật tự gọi là thạch anh.

Nhưng nếu bị làm nguội nhanh chóng, các hạt bên trong thủy tinh vẫn giữ sự sắp xếp không trật tự, và ở một nhiệt độ nhất định, nó trở thành chất rắn vô định hình, theo mô phỏng từ nhóm tác giả UC Berkeley.

Theo Science Alert, nhóm nghiên cứu tin rằng mô hình của họ có thể được mở rộng để hiểu quá trình chuyển đổi các trạng thái vật chất diễn ra như thế nào và đưa ra nền tảng lý thuyết cho những công nghệ vật liệu mới.

TIN CŨ HƠN
Khoan sông băng Ngày Tận Thế, lộ “bí mật ớn lạnh” 5.000 năm trước

Khoan sông băng Ngày Tận Thế, lộ “bí mật ớn lạnh” 5.000 năm trước

Một lõi đá được lấy lên từ mũi sâu xuống sông băng Ngày Tận Thế (Thwaites) của Nam Cực đã đem đến cho nhân loại một tin rất tốt và một tin rất xấu.

Đăng ngày: 15/10/2025
10 hiện tượng thiên nhiên hiếm thấy

10 hiện tượng thiên nhiên hiếm thấy

Có những hiện tượng thiên nhiên bạn chưa biết đến, vì ít khi chúng xảy ra hay vì  bạn ở một vị trí địa lý không xảy ra những bất thường.

Đăng ngày: 14/10/2025
Nguồn gốc các loại năng lượng tái tạo trên thế giới và quá trình khai thác

Nguồn gốc các loại năng lượng tái tạo trên thế giới và quá trình khai thác

Hiện nay trên toàn cầu, năng lượng tái tạo đang sử dụng chỉ chiếm 16%, quá ít ỏi so với tiềm năng thực tế của nó. Năng lượng tái tạo sử dụng chủ yếu để ứng dụng vào ngành điện.

Đăng ngày: 14/10/2025
Khám phá những điều thú vị về loài chim cánh cụt

Khám phá những điều thú vị về loài chim cánh cụt

Chim cánh cụt cư ngụ chủ yếu ở Nam Cực lạnh giá với nhiệt độ trung bình - 49 độ C

Đăng ngày: 14/10/2025
Ưu và nhược điểm của năng lượng gió

Ưu và nhược điểm của năng lượng gió

Giống như năng lượng mặt trời, năng lượng gió phát triển nhanh nhất nguồn năng lượng trên thế giới Hoa Kỳ đặt mục tiêu sản xuất 20% điện năng bằng năng lượng gió vào năm 2030.

Đăng ngày: 14/10/2025
Nơi thi thể không phân hủy do quá lạnh ở Na Uy

Nơi thi thể không phân hủy do quá lạnh ở Na Uy

Longyearbyen là một thị trấn với 2.000 cư dân chủ yếu sống dựa vào khai thác than đá ở quần đảo Svalbard xa xôi của Na Uy, theo Sun.

Đăng ngày: 14/10/2025
Một quốc gia nhập khẩu kỷ lục tới 75 tấn vàng của Nga: Họ dùng vàng để làm gì?

Một quốc gia nhập khẩu kỷ lục tới 75 tấn vàng của Nga: Họ dùng vàng để làm gì?

Quốc gia này đang gia tăng mạnh lượng vàng nhập khẩu có nguồn gốc từ Nga.

Đăng ngày: 14/10/2025
Khoa Học News