Prezentácia na tému "Alkoholy" v chémii vo formáte powerpoint. Prezentácia pre školákov obsahuje 12 diapozitívov, ktoré z hľadiska chémie hovoria o alkoholoch, ich fyzikálnych vlastnostiach, o reakciách s halogenovodíkmi.

Fragmenty z prezentácie

Z histórie

Viete, že ešte v 4. stor. pred Kr e. vedeli ľudia vyrábať nápoje obsahujúce etylalkohol? Víno sa získavalo kvasením ovocných a bobuľových štiav. Opojnú zložku z nej sa však naučili extrahovať až oveľa neskôr. V XI storočí. alchymisti zachytávali výpary prchavej látky, ktorá sa uvoľňovala pri zahrievaní vína.

Fyzikálne vlastnosti

• Nižšie alkoholy sú kvapaliny, ktoré sú vysoko rozpustné vo vode, bezfarebné, so zápachom.
• Vyššie alkoholy sú pevné látky, nerozpustné vo vode.

Znak fyzikálnych vlastností: stav agregácie

• Metylalkohol (prvý zástupca homologickej série alkoholov) je kvapalina. Možno má vysokú molekulovú hmotnosť? nie Oveľa menej ako oxid uhličitý. čo je potom?
• Ukazuje sa, že je to všetko o vodíkových väzbách, ktoré sa tvoria medzi molekulami alkoholu a neumožňujú jednotlivým molekulám odletieť.

Vlastnosť fyzikálnych vlastností: rozpustnosť vo vode

• Nižšie alkoholy sú rozpustné vo vode, vyššie alkoholy sú nerozpustné. prečo?
• Vodíkové väzby sú príliš slabé na to, aby udržali molekulu alkoholu, ktorá má veľkú nerozpustnú časť, medzi molekulami vody.

Vlastnosť fyzikálnych vlastností: kontrakcia

• Prečo pri riešení výpočtových úloh nikdy nepoužívajú objem, ale iba hmotnosť?
• Zmiešajte 500 ml alkoholu a 500 ml vody. Získame 930 ml roztoku. Vodíkové väzby medzi molekulami alkoholu a vody sú také veľké, že sa zmenšuje celkový objem roztoku, jeho „stlačenie“ (z lat. contraktio – stlačenie).

Sú alkoholy kyseliny?

• Alkoholy reagujú s alkalickými kovmi. V tomto prípade je atóm vodíka hydroxylovej skupiny nahradený kovom. Vyzerá to ako kyselina.
• Ale kyslé vlastnosti alkoholov sú príliš slabé, také slabé, že alkoholy nepôsobia na indikátory.

Priateľstvo s dopravnou políciou.

• Alkohol je kamarát s dopravnou políciou? Ale ako!
• Už vás niekedy zastavil inšpektor dopravnej polície? Dýchal si do hadičky?
• Ak ste nemali šťastie, tak prebehla oxidačná reakcia alkoholu, pri ktorej sa zmenila farba a vy ste museli zaplatiť pokutu.

Dáme vodu 1

Odber vody – dehydratácia môže byť intramolekulárna, ak je teplota vyššia ako 140 stupňov. V tomto prípade je potrebný katalyzátor - koncentrovaná kyselina sírová.

Dáme vodu 2

Ak sa teplota zníži a katalyzátor zostane rovnaký, dôjde k medzimolekulárnej dehydratácii.

Reakcia s halogenovodíkmi.

Táto reakcia je reverzibilná a vyžaduje katalyzátor – koncentrovanú kyselinu sírovú.

Kamarátiť sa či nekamarátiť s alkoholom.

Otázka je zaujímavá. Alkohol sa vzťahuje na xenobiotiká - látky, ktoré nie sú obsiahnuté v ľudskom tele, ale ovplyvňujú jeho životne dôležitú činnosť. Všetko závisí od dávky.

1. Alkohol je živina, ktorá dodáva telu energiu. V stredoveku telo prijímalo asi 25 % energie konzumáciou alkoholu.
2. Alkohol je droga, ktorá má dezinfekčný a antibakteriálny účinok.
3. Alkohol je jed, ktorý narúša prirodzené biologické procesy, ničí vnútorné orgány a psychiku a pri nadmernej konzumácii vedie k smrti.

Všetky látky môžu byť v rôznom stave agregácie – pevné, kvapalné, plynné a plazmové. V staroveku sa verilo: svet pozostáva zo zeme, vody, vzduchu a ohňa. Tomuto vizuálnemu deleniu zodpovedajú súhrnné stavy látok. Skúsenosti ukazujú, že hranice medzi agregovanými štátmi sú veľmi ľubovoľné. Plyny pri nízkych tlakoch a nízkych teplotách sa považujú za ideálne, molekuly v nich zodpovedajú hmotným bodom, ktoré sa môžu zraziť iba podľa zákonov elastického nárazu. Sily interakcie medzi molekulami v momente dopadu sú zanedbateľné, samotné zrážky prebiehajú bez straty mechanickej energie. Ale ako sa vzdialenosť medzi molekulami zväčšuje, treba brať do úvahy aj interakciu molekúl. Tieto interakcie začínajú ovplyvňovať prechod z plynného skupenstva na kvapalné alebo pevné. Medzi molekulami môžu nastať rôzne druhy interakcií.

Sily intermolekulárnej interakcie nemajú saturáciu, čo sa líši od síl chemickej interakcie atómov, čo vedie k tvorbe molekúl. Pri interakcii medzi nabitými časticami môžu byť elektrostatické. Prax ukázala, že kvantová mechanická interakcia, ktorá závisí od vzdialenosti a vzájomnej orientácie molekúl, je zanedbateľná pri vzdialenostiach medzi molekulami väčšími ako 10 -9 m.V riedených plynoch ju možno zanedbať alebo možno predpokladať, že potenciál energia interakcie je prakticky nulová. Pri malých vzdialenostiach je táto energia malá, pri , pôsobia sily vzájomnej príťažlivosti

at - vzájomné odpudzovanie a sila

príťažlivosť a odpudivosť molekúl sú vyvážené a F= 0. Tu sú sily určené ich spojením s potenciálnou energiou, ale častice sa pohybujú a majú určitú rezervu kinetickej energie

hej Nech je jedna molekula nehybná a iná sa s ňou zrazí s takouto zásobou energie. Keď sa molekuly k sebe priblížia, príťažlivé sily vykonajú pozitívnu prácu a potenciálna energia ich interakcie sa do diaľky zníži.Súčasne sa zvýši kinetická energia (a rýchlosť). Keď sa vzdialenosť zmenší, príťažlivé sily budú nahradené odpudivými silami. Práca vykonaná molekulou proti týmto silám je negatívna.

Molekula sa bude približovať k nehybnej molekule, kým sa jej kinetická energia úplne nepremení na potenciál. Minimálna vzdialenosť d, ktoré molekuly sa môžu k sebe priblížiť sa nazýva efektívny priemer molekuly. Po zastavení sa molekula začne vzďaľovať pôsobením odpudivých síl so zvyšujúcou sa rýchlosťou. Po opätovnom prejdení vzdialenosti molekula spadne do oblasti príťažlivých síl, čo spomalí jej odstraňovanie. Efektívny priemer závisí od počiatočnej zásoby kinetickej energie, t.j. táto hodnota nie je konštantná. Vo vzdialenostiach rovnajúcich sa potenciálnej energii interakcie má nekonečne veľkú hodnotu alebo „bariéra“, ktorá bráni zbližovaniu centier molekúl na kratšiu vzdialenosť. Pomer priemernej potenciálnej energie interakcie k priemernej kinetickej energii určuje agregovaný stav hmoty: pre plyny pre kvapaliny, pre tuhé látky

Kondenzované médiá sú kvapaliny a pevné látky. V nich sú atómy a molekuly umiestnené blízko, takmer sa dotýkajú. Stredná vzdialenosť medzi stredmi molekúl v kvapalinách a tuhých látkach je asi (2 -5) 10 -10 m. Ich hustoty sú približne rovnaké. Medziatómové vzdialenosti presahujú vzdialenosti, cez ktoré navzájom prenikajú elektrónové oblaky natoľko, že vznikajú odpudivé sily. Pre porovnanie, v plynoch za normálnych podmienok je priemerná vzdialenosť medzi molekulami asi 33 10 -10 m.

AT tekutiny medzimolekulová interakcia je výraznejšia, tepelný pohyb molekúl sa prejavuje slabými osciláciami okolo rovnovážnej polohy až skokmi z jednej polohy do druhej. Preto majú len krátkodobý poriadok v usporiadaní častíc, t.j. konzistenciu v usporiadaní len najbližších častíc a charakteristickú tekutosť.

Pevné látky sa vyznačujú tuhosťou konštrukcie, majú presne definovaný objem a tvar, ktoré sa vplyvom teploty a tlaku menia oveľa menej. V pevných látkach sú možné amorfné a kryštalické stavy. Existujú aj medziprodukty - tekuté kryštály. Ale atómy v pevných látkach nie sú vôbec nehybné, ako by si niekto mohol myslieť. Každá z nich neustále kolíše pod vplyvom elastických síl, ktoré vznikajú medzi susedmi. Väčšina prvkov a zlúčenín má pod mikroskopom kryštálovú štruktúru.

Zrnká soli teda vyzerajú ako ideálne kocky. V kryštáloch sú atómy fixované v uzloch kryštálovej mriežky a môžu vibrovať iba v blízkosti uzlov mriežky. Kryštály tvoria skutočné pevné látky a pevné látky, ako je plast alebo asfalt, zaberajú medziľahlú polohu medzi pevnými látkami a kvapalinami. Amorfné teleso, podobne ako kvapalina, má rád krátkeho dosahu, ale pravdepodobnosť skokov je malá. Sklo teda možno považovať za podchladenú kvapalinu, ktorá má zvýšenú viskozitu. Kvapalné kryštály majú tekutosť kvapalín, ale zachovávajú si usporiadanosť usporiadania atómov a majú anizotropiu vlastností.

Chemické väzby atómov (a ďalej) v kryštáloch sú rovnaké ako v molekulách. Štruktúra a tuhosť pevných látok je určená rozdielom v elektrostatických silách, ktoré spájajú atómy tvoriace telo. Mechanizmus, ktorý viaže atómy do molekúl, môže viesť k vytvoreniu pevných periodických štruktúr, ktoré možno považovať za makromolekuly. Rovnako ako iónové a kovalentné molekuly existujú iónové a kovalentné kryštály. Iónové mriežky v kryštáloch sú držané pohromade iónovými väzbami (pozri obr. 7.1). Štruktúra kuchynskej soli je taká, že každý sodný ión má šesť susedov - chloridové ióny. Toto rozloženie zodpovedá minimu energie, t.j. keď sa vytvorí takáto konfigurácia, uvoľní sa maximum energie. Preto, keď teplota klesne pod bod topenia, pozoruje sa tendencia vytvárať čisté kryštály. So zvýšením teploty je tepelná kinetická energia dostatočná na prerušenie väzby, kryštál sa začne topiť a štruktúra sa zrúti. Kryštálový polymorfizmus je schopnosť vytvárať stavy s rôznymi kryštálovými štruktúrami.

Keď sa zmení rozloženie elektrického náboja v neutrálnych atómoch, môže dôjsť k slabej interakcii medzi susedmi. Táto väzba sa nazýva molekulárna alebo van der Waalsova väzba (ako v molekule vodíka). Ale sily elektrostatickej príťažlivosti môžu vzniknúť aj medzi neutrálnymi atómami, vtedy nedochádza k žiadnym preskupeniam v elektrónových obaloch atómov. Vzájomné odpudzovanie počas približovania sa elektrónových obalov posúva ťažisko záporných nábojov vzhľadom na kladné. Každý z atómov v druhom indukuje elektrický dipól, čo vedie k ich príťažlivosti. Ide o pôsobenie medzimolekulových síl alebo van der Waalsových síl, ktoré majú veľký akčný rádius.

Keďže atóm vodíka je veľmi malý a jeho elektrón sa ľahko premiestňuje, je často priťahovaný k dvom atómom naraz, čím sa vytvára vodíková väzba. Vodíková väzba je tiež zodpovedná za vzájomnú interakciu molekúl vody. Vysvetľuje mnohé z jedinečných vlastností vody a ľadu (obrázok 7.4).

kovalentná väzba(alebo atómový) sa dosiahne v dôsledku vnútornej interakcie neutrálnych atómov. Príkladom takejto väzby je väzba v molekule metánu. Vysoko viazaná forma uhlíka je diamant (štyri atómy vodíka sú nahradené štyrmi atómami uhlíka).

Takže uhlík, postavený na kovalentnej väzbe, tvorí kryštál vo forme diamantu. Každý atóm je obklopený štyrmi atómami, ktoré tvoria pravidelný štvorsten. Ale každý z nich je súčasne vrcholom susedného štvorstenu. Za iných podmienok kryštalizujú rovnaké atómy uhlíka grafit. V grafite sú tiež spojené atómovými väzbami, ale tvoria roviny šesťhranných voštinových buniek schopných strihu. Vzdialenosť medzi atómami umiestnenými vo vrcholoch šesťuholníkov je 0,142 nm. Vrstvy sa nachádzajú vo vzdialenosti 0,335 nm, t.j. slabo viazaný, preto je grafit plastický a mäkký (obr. 7.5). V roku 1990 nastal rozmach výskumných prác spôsobený správou o prijatí novej látky - fullerit, pozostávajúce z molekúl uhlíka – fullerénov. Táto forma uhlíka je molekulárna; Najmenší prvok nie je atóm, ale molekula. Je pomenovaný po architektovi R. Fullerovi, ktorý v roku 1954 získal patent na stavbu štruktúr zo šesťuholníkov a päťuholníkov, ktoré tvoria pologuľu. Molekula z 60 atómy uhlíka s priemerom 0,71 nm boli objavené v roku 1985, potom boli objavené molekuly atď. Všetky mali stabilné povrchy,

ale molekuly C 60 a OD 70 . Je logické predpokladať, že grafit sa používa ako surovina na syntézu fullerénov. Ak áno, potom by mal byť polomer šesťuholníkového fragmentu 0,37 nm. Ukázalo sa však, že sa rovná 0,357 nm. Tento rozdiel 2% je spôsobený tým, že atómy uhlíka sa nachádzajú na guľovej ploche vo vrcholoch 20 pravidelných šesťuholníkov zdedených z grafitu a 12 pravidelných päťstenov, t.j. dizajnom pripomína futbalovú loptu. Ukazuje sa, že pri „zošívaní“ do uzavretej gule sa niektoré ploché šesťuholníky zmenili na päťsteny. Pri izbovej teplote molekuly C60 kondenzujú do štruktúry, kde každá molekula má 12 susedov vzdialených od seba 0,3 nm. o T= 349 K dochádza k fázovému prechodu prvého rádu – mriežka sa preusporiada na kubickú. Samotný kryštál je polovodič, ale keď sa do kryštalického filmu C 60 pridá alkalický kov, supravodivosť nastáva pri teplote 19 K. Ak sa do tejto dutej molekuly zavedie jeden alebo druhý atóm, možno ho použiť ako základ pre vytvorenie pamäťového média s ultra vysokou hustotou informácií: hustota záznamu dosiahne 4-10 12 bitov/cm2. Pre porovnanie, film z feromagnetického materiálu poskytuje hustotu záznamu rádovo 107 bitov/cm2 a optické disky, t.j. laserová technológia, - 10 8 bitov/cm 2 . Tento uhlík má aj ďalšie jedinečné vlastnosti, ktoré sú obzvlášť dôležité v medicíne a farmakológii.

sa prejavuje v kovových kryštáloch kovová väzba, keď všetky atómy v kove darujú svoje valenčné elektróny „na kolektívne použitie“. Sú slabo viazané na atómové jadrá a môžu sa voľne pohybovať pozdĺž kryštálovej mriežky. Asi 2/5 chemických prvkov sú kovy. V kovoch (okrem ortuti) vzniká väzba, keď sa voľné orbitály atómov kovov prekrývajú a dochádza k oddeľovaniu elektrónov v dôsledku vytvorenia kryštálovej mriežky. Ukazuje sa, že katióny mriežky sú zahalené elektrónovým plynom. Kovová väzba nastane, keď sa atómy priblížia k sebe na vzdialenosť menšiu ako je veľkosť vonkajšieho elektrónového oblaku. S touto konfiguráciou (Pauliho princíp) sa energia vonkajších elektrónov zvyšuje a jadrá susedov začnú tieto vonkajšie elektróny priťahovať, čím sa rozmazávajú elektrónové oblaky, rovnomerne sa rozdeľujú po kove a menia sa na elektrónový plyn. Takto vznikajú vodivé elektróny, ktoré vysvetľujú vysokú elektrickú vodivosť kovov. V iónových a kovalentných kryštáloch sú vonkajšie elektróny prakticky viazané a vodivosť týchto pevných látok je veľmi nízka, tzv. izolantov.

Vnútorná energia kvapalín je určená súčtom vnútorných energií makroskopických subsystémov, na ktoré sa dá mentálne rozdeliť, a interakčných energií týchto subsystémov. Interakcia sa uskutočňuje prostredníctvom molekulárnych síl s rozsahom asi 10 -9 m. Pre makrosystémy je energia interakcie úmerná kontaktnej ploche, takže je malá, ako časť povrchovej vrstvy, ale nie je to potrebné. Nazýva sa povrchová energia a mala by sa brať do úvahy pri problémoch súvisiacich s povrchovým napätím. Kvapaliny zvyčajne zaberajú väčší objem pri rovnakej hmotnosti, t.j. majú nižšiu hustotu. Prečo však objemy ľadu a bizmutu pri roztopení klesajú a dokonca aj po dosiahnutí bodu topenia si tento trend nejaký čas udržia? Ukazuje sa, že tieto látky v tekutom stave sú hustejšie.

V kvapaline na každý atóm pôsobia jeho susedia a osciluje v rámci anizotropného potenciálu, ktorý vytvárajú. Na rozdiel od pevného telesa táto studňa nie je hlboká, keďže vzdialení susedia nemajú takmer žiadny účinok. Najbližšie prostredie častíc v kvapaline sa mení, t.j. kvapalina prúdi. Po dosiahnutí určitej teploty kvapalina vrie, počas varu zostáva teplota konštantná. Prichádzajúca energia sa vynakladá na rozbitie väzieb a keď sú úplne rozbité, kvapalina sa zmení na plyn.

Hustoty kvapalín sú oveľa väčšie ako hustoty plynov pri rovnakých tlakoch a teplotách. Objem vody pri vare je teda iba 1/1600 objemu rovnakej hmotnosti vodnej pary. Objem kvapaliny málo závisí od tlaku a teploty. Voda za normálnych podmienok (20 °C a tlak 1,013 10 5 Pa) zaberá objem 1 liter. Pri poklese teploty na 10 ° C sa objem zníži iba o 0,0021, pri zvýšení tlaku - o faktor dva.

Hoci zatiaľ neexistuje jednoduchý ideálny model kvapaliny, jej mikroštruktúra je dostatočne preštudovaná a umožňuje kvalitatívne vysvetliť väčšinu jej makroskopických vlastností. Skutočnosť, že súdržnosť molekúl v kvapalinách je slabšia ako v pevnej látke, si všimol Galileo; bol prekvapený, že veľké kvapky vody sa hromadia na listoch kapusty a neroztečú sa po liste. Rozliata ortuť alebo kvapky vody na mastnom povrchu majú vďaka priľnavosti podobu malých guľôčok. Keď sú molekuly jednej látky priťahované k molekulám inej látky, ide o tzv zmáčanie, napríklad lepidlo a drevo, olej a kov (aj napriek obrovskému tlaku sa olej zadržiava v ložiskách). Ale voda stúpa v tenkých rúrkach, nazývaných kapiláry, a stúpa tým vyššie, čím je rúrka tenšia. Nemôže existovať iné vysvetlenie ako vplyv zmáčacej vody a skla. Zmáčacie sily medzi sklom a vodou sú väčšie ako medzi molekulami vody. Pri ortuti je efekt opačný: zmáčanie ortuti a skla je slabšie ako súdržné sily medzi atómami ortuti. Galileo si všimol, že namazaná ihla môže plávať na vode, hoci to odporuje Archimedovmu zákonu. Keď ihla pláva,

ale všimnite si mierne vychýlenie hladiny vody, ktorá má tendenciu sa akoby narovnávať. Súdržné sily medzi molekulami vody sú dostatočné na to, aby zabránili pádu ihly do vody. Povrchová vrstva, podobne ako film, chráni vodu povrchové napätie, ktorý má tendenciu dávať tvaru vody najmenší povrch - guľový. Ale ihla už nebude plávať na hladine alkoholu, pretože keď sa do vody pridá alkohol, povrchové napätie klesá a ihla klesá. Mydlo tiež znižuje povrchové napätie, takže horúca mydlová pena, prenikajúca do trhlín a štrbín, lepšie odstraňuje nečistoty, najmä mastnotu, zatiaľ čo čistá voda by sa jednoducho stáčala do kvapôčok.

Plazma je štvrtý agregovaný stav hmoty, čo je plyn zo súboru nabitých častíc interagujúcich na veľké vzdialenosti. V tomto prípade je počet kladných a záporných nábojov približne rovnaký, takže plazma je elektricky neutrálna. Zo štyroch prvkov plazma zodpovedá ohňu. Na transformáciu plynu do plazmového stavu je potrebné ionizovať odstraňovať elektróny z atómov. Ionizácia môže prebiehať zahrievaním, pôsobením elektrického výboja alebo tvrdým žiarením. Hmota vo vesmíre je väčšinou v ionizovanom stave. Vo hviezdach je ionizácia spôsobená tepelne, v zriedkavých hmlovinách a medzihviezdnom plyne ultrafialovým žiarením z hviezd. Naše Slnko sa skladá aj z plazmy, jej žiarenie ionizuje horné vrstvy zemskej atmosféry, tzv ionosféra, možnosť diaľkového rádiového spojenia závisí od jeho stavu. V pozemských podmienkach je plazma zriedkavá – v žiarivkách alebo v elektrickom oblúku. V laboratóriách a technológiách sa plazma vyrába najčastejšie elektrickým výbojom. V prírode to robí blesk. Pri ionizácii výbojom vznikajú elektrónové lavíny, podobne ako pri reťazovej reakcii. Na získanie termonukleárnej energie sa používa injekčná metóda: plynové ióny zrýchlené na veľmi vysoké rýchlosti sa vstrekujú do magnetických pascí, priťahujú elektróny z prostredia a vytvárajú plazmu. Používa sa aj tlaková ionizácia – rázové vlny. Tento spôsob ionizácie sa nachádza v superhustých hviezdach a možno aj v jadre Zeme.

Akákoľvek sila pôsobiaca na ióny a elektróny spôsobuje elektrický prúd. Ak nie je spojená s vonkajšími poľami a nie je uzavretá vo vnútri plazmy, je polarizovaná. Plazma sa riadi zákonmi o plyne, ale pri pôsobení magnetického poľa, ktoré reguluje pohyb nabitých častíc, vykazuje vlastnosti, ktoré sú pre plyn úplne nezvyčajné. V silnom magnetickom poli sa častice začnú otáčať okolo siločiar a pozdĺž magnetického poľa sa voľne pohybujú. Hovorí sa, že tento špirálovitý pohyb posúva štruktúru siločiar a pole je „zamrznuté“ do plazmy. Zriedkavá plazma je opísaná systémom častíc, zatiaľ čo hustejšia plazma je opísaná kvapalinovým modelom.

Vysoká elektrická vodivosť plazmy je jej hlavným rozdielom od plynu. Vodivosť studenej plazmy na povrchu Slnka (0,8 10 -19 J) dosahuje vodivosť kovov a vodíková plazma pri termonukleárnej teplote (1,6 10 -15 J) vedie za normálnych podmienok prúd 20-krát lepšie ako meď. Keďže plazma je schopná viesť prúd, často sa na ňu aplikuje model vodivej kvapaliny. Považuje sa za spojité médium, stlačiteľnosť ho síce odlišuje od bežnej kvapaliny, ale tento rozdiel sa prejavuje len pri prúdoch, ktorých rýchlosť je väčšia ako rýchlosť zvuku. Správanie sa vodivej tekutiny sa skúma vo vede tzv magnetická hydrodynamika. Vo vesmíre je každá plazma ideálnym vodičom a zákony zamrznutého poľa sú široko používané. Model vodivej tekutiny umožňuje pochopiť mechanizmus zadržiavania plazmy magnetickým poľom. Zo Slnka sú teda vyvrhované prúdy plazmy, ktoré ovplyvňujú zemskú atmosféru. Samotný tok nemá magnetické pole, ale cudzie pole doň podľa mrazivého zákona nemôže preniknúť. Plazmové slnečné toky vytláčajú cudzie medziplanetárne magnetické polia z blízkosti Slnka. Objaví sa magnetická dutina, kde je pole slabšie. Keď sa tieto korpuskulárne prúdy plazmy priblížia k Zemi, zrazia sa s magnetickým poľom Zeme a sú nútené obtekať ju podľa rovnakého zákona. Ukázalo sa, že ide o akúsi jaskyňu, v ktorej sa zhromažďuje magnetické pole a kde prúdy plazmy neprenikajú. Na jeho povrchu sa hromadia nabité častice, ktoré zachytili rakety a satelity – ide o vonkajší radiačný pás Zeme. Tieto myšlienky sa uplatnili aj pri riešení problémov zadržiavania plazmy magnetickým poľom v špeciálnych zariadeniach – tokamakoch (zo skratky slov: toroidná komora, magnet). S plne ionizovanou plazmou držanou v týchto a iných systémoch sa vkladajú nádeje na dosiahnutie riadenej termonukleárnej reakcie na Zemi. To by zabezpečilo čistý a lacný zdroj energie (morská voda). Pracuje sa aj na získavaní a udržaní plazmy pomocou zaostreného laserového žiarenia.

Najrozšírenejšie poznatky sú o troch skupenstvách agregácie: kvapalina, tuhá látka, plyn, niekedy uvažujú o plazme, menej často o tekutom kryštáli. Nedávno sa internetom rozšíril zoznam 17 fáz hmoty, prevzatých od slávneho () Stephena Frya. Preto o nich budeme hovoriť podrobnejšie, pretože. človek by mal vedieť o hmote trochu viac, už len preto, aby lepšie pochopil procesy prebiehajúce vo vesmíre.

Nižšie uvedený zoznam agregovaných stavov hmoty sa zvyšuje od najchladnejších po najteplejšie atď. môže pokračovať. Zároveň treba chápať, že z plynného skupenstva (č. 11), najviac „rozšíreného“, na oboch stranách zoznamu, stupeň stlačenia látky a jej tlak (s určitými výhradami k takýmto nepreskúmaným hypotetické stavy ako kvantové, lúčové alebo slabo symetrické) narastajú Po texte je uvedený vizuálny graf fázových prechodov hmoty.

1. Kvantové- stav agregácie hmoty, dosiahnutý pri poklese teploty na absolútnu nulu, v dôsledku čoho zanikajú vnútorné väzby a hmota sa rozpadá na voľné kvarky.

2. Boseho-Einsteinov kondenzát- súhrnný stav hmoty, ktorý je založený na bozónoch ochladených na teploty blízke absolútnej nule (menej ako milióntinu stupňa nad absolútnou nulou). V takomto silne ochladenom stave sa dostatočne veľký počet atómov ocitne vo svojich minimálnych možných kvantových stavoch a kvantové efekty sa začnú prejavovať na makroskopickej úrovni. Bose-Einsteinov kondenzát (často označovaný ako „Bose kondenzát“ alebo jednoducho „späť“) vzniká, keď ochladzujete chemický prvok na extrémne nízke teploty (zvyčajne tesne nad absolútnu nulu, mínus 273 stupňov Celzia). , je teoretická teplota pri v ktorom sa všetko prestane hýbať).
Tu sa začnú diať zvláštne veci. Procesy bežne pozorovateľné len na atómovej úrovni sa teraz vyskytujú na dostatočne veľkých mierkach, aby sa dali pozorovať voľným okom. Napríklad, ak vložíte "chrbát" do kadičky a poskytnete požadovanú teplotu, látka sa začne plaziť po stene a nakoniec sa dostane von sama.
Zjavne tu máme dočinenia s márnym pokusom látky znížiť svoju vlastnú energiu (ktorá je už na najnižšej zo všetkých možných úrovní).
Spomalenie atómov pomocou chladiaceho zariadenia vytvára singulárny kvantový stav známy ako Bose kondenzát alebo Bose-Einstein. Tento jav predpovedal v roku 1925 A. Einstein ako výsledok zovšeobecnenia práce S. Boseho, kde bola zostavená štatistická mechanika pre častice, od bezhmotných fotónov po atómy s hmotnosťou (Einsteinov rukopis, ktorý bol považovaný za stratený, bol nájdený v knižnici Leidenskej univerzity v roku 2005). Výsledkom úsilia Boseho a Einsteina bol Boseho koncept plynu, ktorý sa riadi Bose-Einsteinovu štatistiku, ktorá popisuje štatistické rozloženie identických častíc s celočíselným spinom, nazývaných bozóny. Bozóny, čo sú napríklad jednotlivé elementárne častice – fotóny, aj celé atómy, môžu byť navzájom v rovnakých kvantových stavoch. Einstein navrhol, že ochladzovanie atómov – bozónov na veľmi nízke teploty by spôsobilo ich prechod (alebo, inými slovami, kondenzáciu) do najnižšieho možného kvantového stavu. Výsledkom takejto kondenzácie bude vznik novej formy hmoty.
Tento prechod nastáva pod kritickou teplotou, čo je pre homogénny trojrozmerný plyn pozostávajúci z neinteragujúcich častíc bez akýchkoľvek vnútorných stupňov voľnosti.

3. Fermiónový kondenzát- súhrnný stav hmoty, podobný podložke, ale líši sa štruktúrou. Pri priblížení k absolútnej nule sa atómy správajú odlišne v závislosti od veľkosti vlastného momentu hybnosti (spin). Bozóny majú celočíselné rotácie, zatiaľ čo fermióny majú rotácie, ktoré sú násobkami 1/2 (1/2, 3/2, 5/2). Fermióny sa riadia Pauliho vylučovacím princípom, ktorý hovorí, že dva fermióny nemôžu mať rovnaký kvantový stav. Pre bozóny takýto zákaz neexistuje, a preto majú možnosť existovať v jednom kvantovom stave a vytvárať tak takzvaný Bose-Einsteinov kondenzát. Proces tvorby tohto kondenzátu je zodpovedný za prechod do supravodivého stavu.
Elektróny majú spin 1/2 a sú to teda fermióny. Spájajú sa do párov (tzv. Cooperove páry), ktoré následne tvoria Boseho kondenzát.
Americkí vedci sa pokúsili získať akúsi molekulu z atómov fermiónu hlbokým chladením. Rozdiel od skutočných molekúl spočíval v tom, že medzi atómami neexistovala žiadna chemická väzba - iba sa pohybovali spolu korelovaným spôsobom. Väzba medzi atómami sa ukázala byť ešte silnejšia ako medzi elektrónmi v Cooperových pároch. Pre vytvorené dvojice fermiónov už celkový spin nie je násobkom 1/2, preto sa už správajú ako bozóny a môžu vytvárať Boseho kondenzát s jediným kvantovým stavom. Počas experimentu bol plyn so 40 atómami draslíka ochladený na 300 nanokelvinov, pričom plyn bol uzavretý v takzvanej optickej pasci. Potom sa aplikovalo vonkajšie magnetické pole, pomocou ktorého bolo možné zmeniť charakter interakcií medzi atómami - namiesto silného odpudzovania sa začala pozorovať silná príťažlivosť. Pri analýze vplyvu magnetického poľa sa podarilo nájsť takú hodnotu, pri ktorej sa atómy začali správať ako Cooperove páry elektrónov. V ďalšej fáze experimentu vedci navrhujú získať účinky supravodivosti pre fermiónový kondenzát.

4. Supratekutá hmota- stav, v ktorom látka nemá prakticky žiadnu viskozitu a keď tečie, nedochádza k jej treniu s pevným povrchom. Dôsledkom toho je napríklad taký zaujímavý efekt, akým je úplné samovoľné „vyplazenie“ supratekutého hélia z nádoby po jej stenách proti gravitácii. K porušeniu zákona o zachovaní energie tu samozrejme nedochádza. Pri absencii trecích síl pôsobia na hélium iba gravitačné sily, sily medziatómovej interakcie medzi héliom a stenami nádoby a medzi atómami hélia. Takže sily medziatómovej interakcie prevyšujú všetky ostatné sily dohromady. V dôsledku toho má hélium tendenciu šíriť sa čo najviac po všetkých možných povrchoch, a preto „putuje“ po stenách nádoby. V roku 1938 sovietsky vedec Pyotr Kapitsa dokázal, že hélium môže existovať v supratekutom stave.
Stojí za zmienku, že mnohé nezvyčajné vlastnosti hélia sú známe už pomerne dlho. Tento chemický prvok nás však v posledných rokoch „kazí“ zaujímavými a nečakanými účinkami. A tak v roku 2004 Moses Chan a Eun-Syong Kim z Pennsylvánskej univerzity zaujali vedecký svet tvrdením, že sa im podarilo získať úplne nový stav hélia – supratekutú pevnú látku. V tomto stave môžu niektoré atómy hélia v kryštálovej mriežke obtekať iné a hélium tak môže prúdiť cez seba. Účinok „supertvrdosti“ bol teoreticky predpovedaný už v roku 1969. A v roku 2004 - ako keby experimentálne potvrdenie. Neskoršie a veľmi kuriózne experimenty však ukázali, že všetko nie je také jednoduché a možno je takáto interpretácia javu, ktorý sa predtým považovala za supratekutosť pevného hélia, nesprávna.
Experiment vedcov pod vedením Humphreyho Marisa z Brown University v USA bol jednoduchý a elegantný. Vedci umiestnili skúmavku otočenú hore dnom do uzavretej nádrže s tekutým héliom. Časť hélia v skúmavke a v nádrži bola zmrazená takým spôsobom, že hranica medzi kvapalinou a pevnou látkou vo vnútri skúmavky bola vyššia ako v nádrži. Inými slovami, v hornej časti skúmavky bolo tekuté hélium a v spodnej časti tuhé hélium, ktoré plynulo prešlo do pevnej fázy nádrže, cez ktorú sa nalialo trochu tekutého hélia - nižšie ako hladina kvapaliny. v skúmavke. Ak by tekuté hélium začalo presakovať pevnou látkou, potom by sa rozdiel hladín zmenšil a potom môžeme hovoriť o pevnom supratekutom héliu. A v zásade v troch z 13 experimentov sa rozdiel hladiny znížil.

5. Supertvrdá záležitosť- stav agregácie, v ktorom je hmota priehľadná a môže "prúdiť" ako kvapalina, ale v skutočnosti je bez viskozity. Takéto kvapaliny sú známe už mnoho rokov a nazývajú sa supratekutiny. Faktom je, že ak sa supratekutina premieša, bude cirkulovať takmer navždy, zatiaľ čo normálna kvapalina sa nakoniec upokojí. Prvé dve supratekutiny vytvorili výskumníci pomocou hélia-4 a hélia-3. Ochladili sa takmer na absolútnu nulu – na mínus 273 stupňov Celzia. A z hélia-4 sa americkým vedcom podarilo získať supertvrdé telo. Zmrznuté hélium stlačili tlakom viac ako 60-krát a potom sa sklo naplnené látkou inštalovalo na rotujúci disk. Pri teplote 0,175 stupňa Celzia sa disk zrazu začal voľnejšie otáčať, čo podľa vedcov naznačuje, že hélium sa stalo supertelesom.

6. Pevné- stav agregácie hmoty, vyznačujúci sa stabilitou formy a charakterom tepelného pohybu atómov, ktoré robia malé vibrácie okolo rovnovážnych polôh. Stabilný stav pevných látok je kryštalický. Rozlišujte pevné látky s iónovými, kovalentnými, kovovými a inými typmi väzieb medzi atómami, čo určuje rozmanitosť ich fyzikálnych vlastností. Elektrické a niektoré ďalšie vlastnosti pevných látok sú určené najmä povahou pohybu vonkajších elektrónov ich atómov. Pevné látky sa podľa elektrických vlastností delia na dielektrika, polovodiče a kovy, podľa magnetických vlastností sa delia na diamagnety, paramagnety a telesá s usporiadanou magnetickou štruktúrou. Skúmanie vlastností pevných látok sa zjednotilo do rozsiahlej oblasti fyziky pevných látok, ktorej rozvoj je stimulovaný potrebami technológie.

7. Amorfná tuhá látka- kondenzovaný stav agregácie látky, vyznačujúci sa izotropiou fyzikálnych vlastností v dôsledku neusporiadaného usporiadania atómov a molekúl. V amorfných pevných látkach atómy vibrujú okolo náhodne umiestnených bodov. Na rozdiel od kryštalického stavu dochádza k prechodu z tuhej amorfnej látky na kvapalinu postupne. V amorfnom stave sú rôzne látky: sklá, živice, plasty atď.

8. Tekutý kryštál- ide o špecifický stav agregácie látky, v ktorom súčasne vykazuje vlastnosti kryštálu a kvapaliny. Musíme okamžite urobiť výhradu, že nie všetky látky môžu byť v stave tekutých kryštálov. Niektoré organické látky so zložitými molekulami však môžu vytvárať špecifický stav agregácie – tekutý kryštál. Tento stav sa uskutočňuje pri tavení kryštálov určitých látok. Pri ich roztavení vzniká kvapalno-kryštalická fáza, ktorá sa líši od bežných kvapalín. Táto fáza existuje v rozmedzí od teploty topenia kryštálu po nejakú vyššiu teplotu, pri ktorej sa tekutý kryštál po zahriatí premení na bežnú kvapalinu.
Ako sa líši tekutý kryštál od tekutého a obyčajného kryštálu a ako sa im podobá? Ako obyčajná kvapalina, aj tekutý kryštál má tekutosť a má formu nádoby, v ktorej je umiestnený. V tomto sa líši od kryštálov známych všetkým. Avšak napriek tejto vlastnosti, ktorá ho spája s kvapalinou, má vlastnosť charakteristickú pre kryštály. Toto je usporiadanie v priestore molekúl, ktoré tvoria kryštál. Je pravda, že toto usporiadanie nie je také úplné ako u bežných kryštálov, no napriek tomu výrazne ovplyvňuje vlastnosti tekutých kryštálov, čo ich odlišuje od bežných kvapalín. Neúplné priestorové usporiadanie molekúl tvoriacich tekutý kryštál sa prejavuje tým, že v tekutých kryštáloch neexistuje úplný poriadok v priestorovom usporiadaní ťažísk molekúl, aj keď čiastočné usporiadanie môže existovať. To znamená, že nemajú tuhú kryštálovú mriežku. Preto tekuté kryštály, rovnako ako bežné kvapaliny, majú vlastnosť tekutosti.
Povinnou vlastnosťou tekutých kryštálov, ktorá ich približuje k obyčajným kryštálom, je prítomnosť poriadku v priestorovej orientácii molekúl. Takéto poradie v orientácii sa môže prejaviť napríklad tak, že všetky dlhé osi molekúl vo vzorke tekutých kryštálov sú orientované rovnako. Tieto molekuly by mali mať predĺžený tvar. Okrem najjednoduchšieho pomenovaného usporiadania osí molekúl možno v tekutom kryštáli realizovať aj zložitejšie orientačné usporiadanie molekúl.
V závislosti od typu usporiadania molekulárnych osí sa tekuté kryštály delia na tri typy: nematické, smektické a cholesterické.
Výskum fyziky tekutých kryštálov a ich aplikácií sa v súčasnosti realizuje na širokom fronte vo všetkých najvyspelejších krajinách sveta. Domáci výskum je sústredený v akademických aj priemyselných výskumných inštitúciách a má dlhoročnú tradíciu. Diela V.K. Frederiks V.N. Tsvetkovej. V posledných rokoch, rýchle štúdium tekutých kryštálov, ruskí vedci tiež významne prispievajú k rozvoju teórie tekutých kryštálov všeobecne a najmä optiky tekutých kryštálov. Takže diela I.G. Chistyakova, A.P. Kapustina, S.A. Brazovský, S.A. Pikina, L.M. Blinov a mnohí ďalší sovietski výskumníci sú vedeckej komunite všeobecne známi a slúžia ako základ pre množstvo účinných technických aplikácií tekutých kryštálov.
Existencia tekutých kryštálov bola založená už veľmi dávno, konkrétne v roku 1888, teda takmer pred storočím. Hoci sa vedci s týmto stavom hmoty stretli už pred rokom 1888, oficiálne bol objavený až neskôr.
Prvým, kto objavil tekuté kryštály, bol rakúsky botanik Reinitzer. Pri skúmaní ním syntetizovanej novej látky cholesterylbenzoátu zistil, že pri teplote 145 °C sa kryštály tejto látky topia a vytvárajú zakalenú kvapalinu, ktorá silne rozptyľuje svetlo. Pri pokračujúcom zahrievaní sa pri dosiahnutí teploty 179 °C kvapalina vyčíri, to znamená, že sa začne opticky správať ako bežná kvapalina, ako je voda. Cholesterylbenzoát vykazoval neočakávané vlastnosti v zakalenej fáze. Pri skúmaní tejto fázy pod polarizačným mikroskopom Reinitzer zistil, že má dvojlom. To znamená, že index lomu svetla, teda rýchlosť svetla v tejto fáze, závisí od polarizácie.

9. Kvapalina- stav agregácie látky, spájajúci znaky pevného skupenstva (zachovanie objemu, určitá pevnosť v ťahu) a plynného skupenstva (tvarová premenlivosť). Kvapalina sa vyznačuje krátkodosahovým usporiadaním častíc (molekúl, atómov) a malým rozdielom kinetickej energie tepelného pohybu molekúl a ich potenciálnej energie interakcie. Tepelný pohyb molekúl kvapaliny pozostáva z kmitov okolo rovnovážnych polôh a pomerne zriedkavých skokov z jednej rovnovážnej polohy do druhej, čo súvisí s tekutosťou kvapaliny.

10. Superkritická tekutina(GFR) je stav agregácie látky, v ktorom sa stráca rozdiel medzi kvapalnou a plynnou fázou. Akákoľvek látka pri teplote a tlaku nad kritickým bodom je superkritická tekutina. Vlastnosti látky v nadkritickom stave sú medzi jej vlastnosťami v plynnej a kvapalnej fáze. SCF má teda vysokú hustotu blízku kvapaline a nízku viskozitu ako plyny. Difúzny koeficient má v tomto prípade strednú hodnotu medzi kvapalinou a plynom. Látky v nadkritickom stave môžu byť použité ako náhrada organických rozpúšťadiel v laboratórnych a priemyselných procesoch. Superkritická voda a superkritický oxid uhličitý sa najviac zaujímali a distribuovali v súvislosti s určitými vlastnosťami.
Jednou z najdôležitejších vlastností superkritického stavu je schopnosť rozpúšťať látky. Zmenou teploty alebo tlaku kvapaliny možno meniť jej vlastnosti v širokom rozsahu. Tak je možné získať tekutinu, ktorej vlastnosti sú blízke buď kvapaline alebo plynu. Rozpúšťacia schopnosť kvapaliny sa teda zvyšuje so zvyšujúcou sa hustotou (pri konštantnej teplote). Keďže hustota sa zvyšuje so zvyšujúcim sa tlakom, zmena tlaku môže ovplyvniť rozpúšťaciu schopnosť tekutiny (pri konštantnej teplote). V prípade teploty je závislosť vlastností tekutiny o niečo komplikovanejšia - pri konštantnej hustote sa tiež zvyšuje rozpúšťacia schopnosť tekutiny, ale v blízkosti kritického bodu môže mierne zvýšenie teploty viesť k prudkému poklesu hustoty, a teda rozpúšťacia sila. Nadkritické kvapaliny sa navzájom miešajú donekonečna, takže keď sa dosiahne kritický bod zmesi, systém bude vždy jednofázový. Približnú kritickú teplotu binárnej zmesi možno vypočítať ako aritmetický priemer kritických parametrov látok Tc(mix) = (molárny podiel A) x TcA + (molárny podiel B) x TcB.

11. Plynný- (franc. gaz, z gr. chaos - chaos), súhrnný stav hmoty, v ktorom kinetická energia tepelného pohybu jej častíc (molekúl, atómov, iónov) výrazne prevyšuje potenciálnu energiu interakcií medzi nimi, a teda častíc. sa voľne pohybujú, rovnomerne vypĺňajú celý objem, ktorý im bol poskytnutý, bez vonkajších polí.

12. Plazma- (z gréckeho plazma - tvarovaný, tvarovaný), stav hmoty, ktorá je ionizovaným plynom, v ktorom sú koncentrácie kladných a záporných nábojov rovnaké (kvázi-neutralita). Prevažná väčšina hmoty vo vesmíre je v plazmovom stave: hviezdy, galaktické hmloviny a medzihviezdne médium. V blízkosti Zeme existuje plazma vo forme slnečného vetra, magnetosféry a ionosféry. Skúma sa vysokoteplotná plazma (T ~ 106 - 108 K) zo zmesi deutéria a trícia s cieľom realizovať riadenú termonukleárnu fúziu. Nízkoteplotná plazma (T Ј 105K) sa používa v rôznych plynových výbojových zariadeniach (plynové lasery, iónové zariadenia, MHD generátory, plazmové horáky, plazmové motory atď.), ako aj v technike (pozri Plazmová metalurgia, Plazmové vŕtanie, Plazmová technológia).

13. Degenerovaná hmota- je medzistupňom medzi plazmou a neutróniom. Pozoruje sa u bielych trpaslíkov a hrá dôležitú úlohu vo vývoji hviezd. Keď sú atómy v podmienkach extrémne vysokých teplôt a tlakov, strácajú svoje elektróny (prechádzajú do elektrónového plynu). Inými slovami, sú úplne ionizované (plazma). Tlak takéhoto plynu (plazmy) je určený tlakom elektrónov. Ak je hustota veľmi vysoká, všetky častice sú nútené sa k sebe priblížiť. Elektróny môžu byť v stavoch s určitými energiami a dva elektróny nemôžu mať rovnakú energiu (pokiaľ nie sú ich rotácie opačné). V hustom plyne sa teda ukáže, že všetky nižšie energetické hladiny sú naplnené elektrónmi. Takýto plyn sa nazýva degenerovaný. V tomto stave elektróny vykazujú degenerovaný elektrónový tlak, ktorý pôsobí proti silám gravitácie.

14. Neutrónium— stav agregácie, do ktorého hmota prechádza pod ultravysokým tlakom, ktorý je zatiaľ v laboratóriu nedosiahnuteľný, ale existuje vo vnútri neutrónových hviezd. Počas prechodu do neutrónového stavu elektróny hmoty interagujú s protónmi a menia sa na neutróny. Výsledkom je, že hmota v neutrónovom stave pozostáva výlučne z neutrónov a má hustotu rádovo jadrovej. Teplota látky by v tomto prípade nemala byť príliš vysoká (v ekvivalente energie nie viac ako sto MeV).
So silným zvýšením teploty (stovky MeV a viac), v neutrónovom stave, sa začnú rodiť a anihilovať rôzne mezóny. S ďalším zvýšením teploty nastáva dekonfinácia a hmota prechádza do stavu kvark-gluónovej plazmy. Už ho netvoria hadróny, ale neustále sa rodiace a miznúce kvarky a gluóny.

15. Kvarkovo-gluónová plazma(chromoplazma) je súhrnný stav hmoty vo fyzike vysokých energií a fyzike elementárnych častíc, v ktorom hadrónová hmota prechádza do stavu podobného stavu, v ktorom sú elektróny a ióny v bežnej plazme.
Hmota v hadrónoch je zvyčajne v takzvanom bezfarebnom ("bielom") stave. To znamená, že kvarky rôznych farieb sa navzájom kompenzujú. Podobný stav existuje v bežnej hmote - keď sú všetky atómy elektricky neutrálne, tj.
kladné náboje v nich sú kompenzované negatívnymi. Pri vysokých teplotách môže dôjsť k ionizácii atómov, pričom sa náboje oddelia a látka sa stane, ako sa hovorí, „kvázi neutrálnou“. To znamená, že celý oblak hmoty ako celok zostáva neutrálny a jeho jednotlivé častice prestávajú byť neutrálne. Pravdepodobne sa to isté môže stať s hadrónovou hmotou - pri veľmi vysokých energiách sa farba uvoľňuje a látka je "kvázi bezfarebná".
Hmota vesmíru bola pravdepodobne v prvých okamihoch po veľkom tresku v stave kvark-gluónovej plazmy. Teraz môže kvark-gluónová plazma na krátky čas vzniknúť pri zrážkach častíc s veľmi vysokou energiou.
Kvark-gluónová plazma bola získaná experimentálne na urýchľovači RHIC v Národnom laboratóriu Brookhaven v roku 2005. Maximálna teplota plazmy 4 bilióny stupňov Celzia tam bola dosiahnutá vo februári 2010.

16. Zvláštna látka- stav agregácie, v ktorom je hmota stlačená na hraničné hodnoty hustoty, môže existovať vo forme "kvarkovej polievky". Kubický centimeter hmoty v tomto stave by vážil miliardy ton; okrem toho premení akúkoľvek normálnu látku, s ktorou príde do kontaktu, do rovnakej „zvláštnej“ formy s uvoľnením značného množstva energie.
Energia, ktorá sa môže uvoľniť pri premene hmoty jadra hviezdy na „podivnú látku“, povedie k supersilnej explózii „kvarkovej novy“ – a podľa Leahyho a Wyeda to bolo práve tento výbuch, ktorý astronómovia pozorovali v septembri 2006.
Proces vzniku tejto látky sa začal obyčajnou supernovou, na ktorú sa premenila masívna hviezda. V dôsledku prvého výbuchu vznikla neutrónová hviezda. Podľa Leahyho a Wyeda však netrval dlho – keďže sa jej rotácia zdalo byť spomalená vlastným magnetickým poľom, začala sa ešte viac zmenšovať, pričom sa vytvorila zrazenina „podivných vecí“, čo viedlo k ešte silnejší ako pri bežnom výbuchu supernovy, uvoľnenie energie – a vonkajších vrstiev látky bývalej neutrónovej hviezdy, letiacich do okolitého priestoru rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla.

17. Silne symetrická hmota- ide o látku stlačenú do takej miery, že sa mikročastice v nej navrstvia na seba a samotné telo sa zrúti do čiernej diery. Pojem „symetria“ sa vysvetľuje takto: Zoberme si zo školskej lavice každému známe súhrnné stavy hmoty – pevné, kvapalné, plynné. Pre istotu zvážte ideálny nekonečný kryštál ako pevnú látku. Má určitú, takzvanú diskrétnu symetriu vzhľadom na preklad. To znamená, že ak sa kryštálová mriežka posunie o vzdialenosť rovnajúcu sa intervalu medzi dvoma atómami, nič sa v nej nezmení – kryštál sa zhoduje sám so sebou. Ak sa kryštál roztopí, potom bude symetria výslednej kvapaliny iná: zvýši sa. V kryštáli boli ekvivalentné iba body, ktoré boli od seba vzdialené v určitých vzdialenostiach, takzvané uzly kryštálovej mriežky, v ktorých sa nachádzali rovnaké atómy.
Kvapalina je v celom svojom objeme homogénna, všetky jej body sú navzájom nerozoznateľné. To znamená, že kvapaliny môžu byť posunuté o ľubovoľnú vzdialenosť (a nielen o nejaké diskrétne, ako je to v kryštáli) alebo sa môžu otáčať o ľubovoľné uhly (čo sa v kryštáloch vôbec nedá urobiť) a bude sa to zhodovať samo so sebou. Jeho stupeň symetrie je vyšší. Plyn je ešte symetrickejší: kvapalina zaberá v nádobe určitý objem a vo vnútri nádoby, kde je kvapalina, je asymetria a body, kde nie je. Na druhej strane plyn zaberá celý objem, ktorý je mu poskytnutý, a v tomto zmysle sú všetky jeho body navzájom nerozoznateľné. Tu by však bolo správnejšie hovoriť nie o bodoch, ale o malých, ale makroskopických prvkoch, pretože na mikroskopickej úrovni stále existujú rozdiely. V niektorých časových bodoch existujú atómy alebo molekuly, zatiaľ čo iné nie. Symetria sa pozoruje len priemerne, buď v niektorých makroskopických objemových parametroch, alebo v čase.
Ale stále neexistuje okamžitá symetria na mikroskopickej úrovni. Ak je látka stlačená veľmi silno, na tlaky, ktoré sú v každodennom živote neprijateľné, stlačená tak, že atómy boli rozdrvené, ich obaly prenikli do seba a jadrá sa začali dotýkať, vzniká symetria na mikroskopickej úrovni. Všetky jadrá sú rovnaké a natlačené na seba, existujú nielen medziatómové, ale aj medzijadrové vzdialenosti a látka sa stáva homogénnou (čudná látka).
Existuje však aj submikroskopická úroveň. Jadrá sa skladajú z protónov a neutrónov, ktoré sa pohybujú vo vnútri jadra. Medzi nimi je tiež určitý priestor. Ak budete pokračovať v stláčaní tak, aby sa rozdrvili aj jadrá, nukleóny sa k sebe tesne pritlačia. Potom sa na submikroskopickej úrovni objaví symetria, ktorá nie je ani vo vnútri bežných jadier.
Z toho, čo bolo povedané, možno vidieť celkom jasný trend: čím vyššia je teplota a čím vyšší tlak, tým je látka symetrickejšia. Na základe týchto úvah sa látka stlačená na maximum nazýva silne symetrická.

18. Slabo symetrická hmota- stav opačný k silne symetrickej hmote vo svojich vlastnostiach, ktorá bola prítomná vo veľmi ranom vesmíre pri teplote blízkej Planckovej teplote, asi 10-12 sekúnd po Veľkom tresku, keď silné, slabé a elektromagnetické sily boli jedinou supersilou . V tomto stave je hmota stlačená do takej miery, že sa jej hmota premení na energiu, ktorá sa začne nafukovať, teda donekonečna expandovať. Zatiaľ nie je možné dosiahnuť energie na experimentálnu výrobu superschopnosti a prenos hmoty do tejto fázy v pozemských podmienkach, hoci takéto pokusy boli urobené na Veľkom hadrónovom urýchľovači za účelom štúdia raného vesmíru. Vzhľadom na absenciu gravitačnej interakcie v zložení supersily, ktorá túto látku tvorí, nie je supersila dostatočne symetrická v porovnaní so supersymetrickou silou, ktorá obsahuje všetky 4 typy interakcií. Preto tento stav agregácie dostal takýto názov.

19. Radiačná látka- to už v skutočnosti nie je látka, ale energia vo svojej najčistejšej forme. Avšak práve tento hypotetický stav agregácie bude mať teleso, ktoré dosiahlo rýchlosť svetla. Dá sa získať aj zahriatím telesa na Planckovu teplotu (1032 K), teda rozptýlením molekúl látky na rýchlosť svetla. Ako vyplýva z teórie relativity, keď rýchlosť dosiahne viac ako 0,99 s, hmota telesa začne rásť oveľa rýchlejšie ako pri „bežnom“ zrýchlení, navyše sa teleso predĺži, zohreje, teda začne sa vyžarovať v infračervenom spektre. Pri prekročení prahu 0,999 s sa telo dramaticky zmení a začne rýchly fázový prechod až do stavu lúča. Ako vyplýva z úplného Einsteinovho vzorca, rastúca hmota konečnej látky sa skladá z hmôt, ktoré sú oddelené od tela vo forme tepelného, ​​röntgenového, optického a iného žiarenia, pričom energia každej z nich je popísaný nasledujúcim výrazom vo vzorci. Teleso blížiace sa rýchlosti svetla teda začne vyžarovať vo všetkých spektrách, rásť do dĺžky a časom sa spomaľuje, stenčuje sa na Planckovu dĺžku, čiže po dosiahnutí rýchlosti c sa teleso zmení na nekonečne dlhé a tenké. lúč pohybujúci sa rýchlosťou svetla a pozostávajúci z fotónov, ktoré nemajú žiadnu dĺžku a jeho nekonečná hmotnosť sa úplne zmení na energiu. Preto sa takáto látka nazýva žiarenie.