日常生活中最常見的物質形態是固態、液態和氣態，從構成來說這類狀態都是由分子或原子的集合形式決定的。由于分子或原子在這三種物態中運動狀況不同，而使我們看到了不同的特征?！　?.固態　　嚴格地說，物理上的固態應當指“結晶態”，也就是各種各樣晶體所具有的狀態。最常見的晶體是食鹽（化學成份是氯化鈉，化學符號是NaCl）。你拿一粒食鹽觀察（最好是粗制鹽），可以看到它由許多立方形晶體構成。如果你到地質博物館還可以看到許多顏色、形狀各異的規則晶體，十分漂亮。物質在固態時的突出特征是有一定的體積和幾何形狀，在不同方向上物理性質可以不同（稱為“各向異性”）；有一定的熔點，就是熔化時溫度不變?！　≡诠腆w中，分子或原子有規則地周期性排列著，就像我們全體做操時，人與人之間都等距離地排列一樣。每個人在一定位置上運動，就像每個分子或原子在各自固定的位置上作振動一樣。我們將晶體的這種結構稱為“空間點陣”結構?！　?．液態　　液體有流動性，把它放在什么形狀的容器中它就有什么形狀。此外與固體不同，液體還有“各向同性”特點（不同方向上物理性質相同），這是因為，物體由固態變成液態的時候，由于溫度的升高使得分子或原子運動劇烈，而不可能再 保持原來的固定位置，于是就產生了流動。但這時分子或原子間的吸引力還比較大，使它們不會分散遠離，于是液體仍有一定的體積。實際上，在液體內部許多小的區域仍存在類似晶體的結構——“類晶區”。流動性是“類晶區”彼此間可以移動形成的。我們打個比喻，在柏油路上送行的“車流”，每輛汽車內的人是有固定位置的一個“類晶區”，而車與車之間可以相對運動，這就造成了車隊整體的流動?！　?．氣態　　液體加熱會變成氣態。這時分子或原子運動更劇烈，“類晶區”也不存在了。由于分子或原子間的距離增大，它們之間的引力可以忽略，因此氣態時主要表現為分子或原子各自的無規則運動，這導致了我們所知的氣體特性：有流動性，沒有固定的形狀和體積，能自動地充滿任何容器；容易壓縮；物理性質“各向同性”。　　顯然，液態是處于固態和氣態之間的形態?！　?．非晶態——特殊的固態　　普通玻璃是固體嗎？你一定會說，當然是固體。其實，它不是處于固態（結晶態）。對這一點，你一定會奇怪。　　這是因為玻璃與晶體有不同的性質和內部結構?！　∧憧梢宰鲆粋€實驗，將玻璃放在火中加熱，隨溫度逐漸升高，它先變軟，然后逐步地熔化。也就是說玻璃沒有一個固定的熔點。此外，它的物理性質也“各向同性”。這些都與晶體不同?！　〗涍^研究，玻璃內部結構沒有“空間點陣”特點，而與液態的結構類似。只不過“類晶區”彼此不能移動，造成玻璃沒有流動性。我們將這種狀態稱為“非晶態”?！　栏竦卣f，“非晶態固體”不屬于固體，因為固體專指晶體；它可以看作一種極粘稠的液體。因此，“非晶態”可以作為另一種物態提出來?！　〕胀úＡ?，“非晶態”固體還很多，常見的有橡膠、石蠟、天然樹脂、瀝青和高分子塑料等。　　5．液晶態——結晶態和液態之間的一種形態　　“液晶”現在對我們已不陌生，它在電子表、計算器、手機、傳呼機、微型電腦和電視機等的文字和圖形顯示上得到了廣泛的應用?！　　耙壕А边@種材料屬于有機化合物，迄今人工合成的液晶已達5000多種?！　∵@種材料在一定溫度范圍內可以處于“液晶態”，就是既具有液體的流動性，又具有晶體在光學性質上的“各向異性”。它對外界因素（如熱、電、光、壓力等）的微小變化很敏感。我們正是利用這些特性，使它在許多方面得到應用?！　∩鲜鰩追N“物態”，在日常條件下我們都可以觀察到。但是隨著物理學實驗技術的進步，在超高溫、超低溫、超高壓等條件下，又發現了一些新“物態”?！　?．超高溫下的等離子態　　這是氣體在約幾百萬度的極高溫或在其它粒子強烈碰撞下所呈現出的物態，這時，電子從原子中游離出來而成為自由電子。等離子體就是一種被高度電離的氣體，但是它又處于與“氣態”不同的“物態”——“等離子態”。　　太陽及其它許多恒星是極熾熱的星球，它們就是等離子體。宇宙內大部分物質都是等離子體。地球上也有等離子體：高空的電離層、閃電、極光等等。日光燈、水銀燈里的電離氣體則是人造的等離子體。　　7．超高壓下的超固態　　在140萬大氣壓下，物質的原子就可能被“壓碎”。電子全部被“擠出”原子，形成電子氣體，裸露的原子核緊密地排列，物質密度極大，這就是超固態。一塊乒乓球大小的超固態物質，其質量至少在1000噸以上。　　已有充分的根據說明，質量較小的恒星發展到后期階段的白矮星就處于這種超固態。它的平均密度是水的幾萬到一億倍?！　?．超高壓下的中子態　　在更高的溫度和壓力下，原子核也能被“壓碎”。我們知道，原子核由中子和質子組成，在更高的溫度和壓力下質子吸收電子轉化為中子，物質呈現出中子緊密排列的狀態，稱為“中子態”。　　已經確認，中等質量（1.44～2倍太陽質量）的恒星發展到后期階段的“中子星”，是一種密度比白矮星還大的星球，它的物態就是“中子態”。　　更大質量恒星的后期，理論預言它們將演化為比中子星密度更大的“黑洞”，目前還沒有直接的觀測證實它的存在。至于 “黑洞”中的超高壓作用下物質又呈現什么物態，目前一無所知，有待于今后的觀測和研究?！　∥镔|在高溫、高壓下出現了反常的物態，那么在低溫、超低溫下物質會不會也出現一些特殊的形態呢？下面講到的兩種物態就是這類情況?！　?．超導態　　超導態是一些物質在超低溫下出現的特殊物態。最先發現超導現象的，是荷蘭物理學家卡麥林·昂納斯（1853～1926年）。1911年夏天，他用水銀做實驗，發現溫度降到4.173K的時候（約-269℃），水銀開始失去電阻。接著他又發現許多材料都又有這種特性：在一定的臨界溫度（低溫）下失去電阻（請閱讀“低溫和超導研究的進展”專題）?？溋帧ぐ杭{斯把某些物質在低溫條件下表現出電阻等于零的現象稱為“超導”。超導體所處的物態就是“超導態”，超導態在高效率輸電、磁懸浮高速列車、高精度探測儀器等方面將會給人類帶來極大的益處?！　〕瑢B的發現，尤其是它奇特的性質，引起全世界的關注，人們紛紛投入了極大的力量研究超導，至今它仍是十分熱門的科研課題。目前發現的超導材料主要是一些金屬、合金和化合物，已不下幾千種，它們各自對應有不同的“臨界溫度”，目前最高的“臨界溫度”已達到130K（約零下143攝氏度），各國科學家正在拼命努力向室溫（300K或27℃）的臨界溫度沖刺?！　〕瑢B物質的結構如何？目前理論研究還不成熟，有待繼續探索?！　?0．超流態　　超流態是一種非常奇特的物理狀態，目前所知，這種狀態只發生在超低溫下的個別物質上?！　?937年，前蘇聯物理學家彼得·列奧尼多維奇·卡皮察（1894～1984年）驚奇地發現，當液態氦的溫度降到2.17K的時候，它就由原來液體的一般流動性突然變化為“超流動性”：它可以無任何阻礙地通過連氣體都無法通過的極微小的孔或狹縫（線度約10萬分之一厘米），還可以沿著杯壁“爬”出杯口外。我們將具有超流動性的物態稱為“超流態”。但是目前只發現低于2.17K的液態氦有這種物態。超流態下的物質結構，理論也在探索之中。　　11．玻色一愛因斯坦凝聚態　　“玻色一愛因斯坦凝聚態”，是科學巨匠愛因斯坦在70 年前預言的一種新物態。為了揭示這個有趣的物理現象，世界科學家為此付出了幾十年的努力。 1995年，美國科學家維曼、康奈爾和德國科學家克特勒首先從實驗上證實了這個新物態的存在。為此，2001年度諾貝爾物理學獎授予了這3位科學家，以表彰他們在實現“玻色一愛因斯坦凝聚態”研究中作出的突出責獻。 　　“玻色一愛因斯坦凝聚態” 是物質的一種奇特的狀態，處于這種狀態的大量原子的行為像單個粒子一樣。這里的“凝聚”與日常生活中的凝聚不同，它表示原來不同狀態的原子突然“凝聚” 到同一狀態，要達到該狀態，一方面需要物質達到極低的溫度，另一方面還要求原子體系處于氣態。華裔物理學家朱棣文，曾因研究出激光冷卻和磁阱技術這一有效的制冷方法，而與另兩位科學家分享了1997年的諾貝爾物理學獎?！安Ｉ粣垡蛩固鼓蹜B”所具有的奇特性質，不僅對基礎研究有重要意義，在芯片技術、精密測量和納米技術等領域，也都有很好的應用前景?！　?2．費米子凝聚態　　根據“費米子凝聚態”研究小組負責人德博拉·金的介紹， “費米子凝聚態”與“玻色一愛因斯坦凝聚態”都是物質在量子狀態下的形態，但處于“費米子凝聚態”的物質不是超導體。 　　量子力學認為，粒子按其在高密度或低溫度時集體行為可以分成兩大類：一類是費米子，得名于意大利物理學家費米；另一類是玻色子，得名于印度物理學家玻色。這兩類粒子特性的區別，在極低溫時表現得最為明顯：玻色子全部聚集在同一量子態上，費米子則與之相反，更像是“個人主義者”，各自占據著不同的量子態?！安Ｉ粣垡蛩固鼓蹜B”物質由玻色子構成，其行為像一個大超級原子，而“費米子凝聚態”物質采用的是費米子。當物質冷卻時，費米子逐漸占據最低能態，但它們處在不同的能態上，就像人群涌向一段狹窄的樓梯，這種狀態稱作“費米子凝聚態”。 　　上面介紹的只是迄今發現的12 種物態，有文獻歸納說還存在著更多種類的物態，例如：超離子態、輻射場態、量子場態，限于篇幅，這里就不一一列舉了。

課本上是金剛石?？催@個報道：美國哥倫比亞大學兩名華裔科學家最近研究發現，鉛筆石墨中一種叫做石墨烯的二維碳原子晶體，竟然比鉆石還堅硬，強度比世界上最好的鋼鐵還要高上100倍。 鉛筆中的石墨是由無數只有碳原子厚度的“石墨烯”薄片壓疊形成的，石墨烯是一種從石墨材料中剝離出的單層碳原子面材料，是碳的二維結構。自從2004年石 墨烯被發現以來，有關的科學研究就從未間斷過。然而直到最近，美國科學家才首次證實了人們長久以來的懷疑，石墨烯竟是目前世界上已知的強度最高的材料！這一驚人的科學發現是由美國哥倫比亞大學的兩名華裔科學家李成古和魏小丁(音譯)一起研究得出的。 這種物質不僅可以用來開發制造出紙片般薄的超輕型飛機材料、制造出超堅韌的防彈衣，甚至還為“太空電梯”超韌纜線的制造打開了一扇門，能讓科學家夢寐以求的23000英里長太空電梯在不久的將來成為現實！

人類造出了更硬的材料~ 新近一種世界上最硬的新材料——氮化碳（β－C3N4）問世，迅速引起全世界科學界和工程技術界的的強烈反響和巨大震動。 1993年7月，美國哈佛大學傳出轟動性的科技新聞：利用激光濺射技術研制成功氮化碳薄膜。分析表明，新材料具有β-C3N4結構，而具有這種結構的晶體硬度將超過日前世界上最硬的金剛石晶體，成為首屈一指的超硬新材料。

天然的最堅硬的是金剛石意思就是人工合成的東西有硬度超過金剛石的至于那個上?？茖W家的就沒有聽說過了

世界之最，講述全世界最不可思議的奇異事件

地球上發現“暗物質”意味著什么所謂信號只是“狼來了”？ 這次發現是美國明尼蘇達大學物理學與天文學院助理研究員安吉拉·萊瑟特與她所在的團隊的收獲，他們的實驗數據源于一個深埋在地下的暗物質探測器——CDMS探測器。該探測器被埋在明尼蘇達深達700米的地下，以周圍的巖石、塑料、鉛、銅等物質來阻止暗物質之外的正常微粒到達探測器，這樣可能與暗物質相混淆的宇宙射線和其他粒子就被排除在外了。探測器本身不大，跟冰球相仿，主要由鍺元素和硅元素構成。 探測器的構造是基于這樣的原理：暗物質主要由“弱相互作用粒子”（WIMP）組成，這種粒子能和鍺原子或硅原子發生核反應，產生的特定信號能被探測器捕捉到。一旦觀測到信號，就可以確定有WIMP穿過探測器，即“暗物質來了”。研究人員已確認有兩個信號可能與暗物質有關。對科學家們來說，此次實驗盡管不能完全確定暗物質的存在，卻在提高探測精度方面取得了可喜的進步。 需要指出的是，這并不是第一次有研究聲稱可能發現暗物質了。2007年，位于意大利首都羅馬附近的巨石峰國家實驗室曾發布消息，稱探測到了WIMP，一時間引起轟動。但后來有多位學者對巨石峰國家實驗室使用的DAMA探測器提出質疑，最終這一發現沒有獲得科學界認同。 從科學研究的嚴格性上講，萊瑟特等人的這次發現也可能是“狼來了”。美國《大眾科學》雜志分析說，即便是發現了信號，也絕不能馬上斷定暗物質存在。這主要是由于WIMP不是一種被了解得很清楚的粒子，而是一類粒子的總稱，至今科學界對WIMP家族有多少種粒子、其物理性質都不甚清楚。另外，用WIMP作為暗物質存在的依據也不一定可靠，因為暗物質與硅或鍺原子間的相互作用涉及一系列粒子和力，而WIMP只是其中一種?！　】茖W家全力追循暗物質足跡 作為“光明”的反義詞，“黑暗”一向不會給人帶來愉快的聯想，但恐怕“黑暗雙塔”——暗物質和暗能量要顛覆這一思維定勢了。萊瑟特等人的研究暗示，暗物質可能就在地球上，這意味著我們每天都在和這種神秘的物質打交道。而暗能量更是有過之而無不及，根據推算，暗能量彌漫在宇宙的每一個角落，看不見，摸不著，目前無法被探測到。 暗物質和暗能量這兩種假想概念，支撐著人們在21世紀建立起來的眾多理論——粒子模型、宇宙膨脹、宇宙輻射等。“了解暗物質和暗能量，是21世紀科學史的大挑戰?！?008年10月12日，諾貝爾物理學獎獲得者李政道教授在人民大會堂舉行的“隆重紀念望遠鏡發明400周年——科學大師演講會”上這樣說。這兩種假想被證實或是被否定，都將對物理學的未來產生深遠影響。 到目前為止，“黑暗雙塔”只統治著物質尺度的兩極——動輒數億光年的星系尺度以及小至百萬分之一納米（1納米為十億分之一米）的亞原子尺度。但這只是暫時的，我們在日常生活中不考慮這兩種物質的存在，不僅是因為它們只在兩極尺度產生顯著的影響，還因為我們不了解它們。 科學家正全力以赴地追循暗物質的足跡。萊瑟特所在的研究小組打算將探測器升級到更靈敏的水平，以期發現更為實質性的暗物質信號。另一個可能在地球上找到暗物質的辦法，是依靠高能粒子加速器，它可以將比原子還小的亞原子微粒加速到光速，再進行相互碰撞，這種極大的碰撞能量會產生異常粒子，其中包括暗物質。目前一些科學家將希望寄托在位于瑞士日內瓦的大型強子對撞機（LHC）身上。作為有史以來最大的加速器，LHC有足夠的能量去產生暗物質粒子。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的世界上最神秘的物质的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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