化學家已經展示了一種理論框架，用於檢測液晶中的神秘中間狀態，並更好地理解其工作原理。液晶經歷特殊類型的相變。在一定的溫度下，他們的雪茄形分子從混亂的混亂變為更有序的排列，在這種排列中，它們或多或少都指向同一個方向。液晶電視利用相位變化在運動圖像中投射不同的顏色。
然而多年來實驗已經暗示了另一種液晶狀態，無序狀態和有序狀態之間的中間狀態，其中當系統接近其轉變溫度時，其中有序狀態開始出現在離散的補片中。布朗大學化學教授，描述該研究的論文的合著者理察斯特拉特說：「人們很了解有序和無序的行為，但這種轉變即將發生的狀態還不是很清楚。我們提出的是一種衡量系統是否處於這種狀態的標準。它讓我們知道如何用分子術語來尋找國家是否存在。」
對於這項研究，研究人員在簡化的液晶系統中使用計算機模擬相變，其中包括幾百個分子。他們使用隨機矩陣理論（一種常用於描述複雜或混沌系統的統計框架）來研究它們的模擬結果。他們表明該理論在描述有序和無序狀態下的系統方面做得很好，但未能描述過渡狀態。這種與理論的偏差可以用作探測器，以識別開始出現順序的材料區域。
隨機矩陣理論預測不相關變量的總和，在這種情況下分子指向的方向應當在圖上繪製時形成鐘形曲線分布。Stratt和研究負責人以及博士生Yan Zhao表示，當它們處於無序和有序狀態時，液晶中的分子就是如此。在無序狀態下，鐘形曲線分布由分子的完全隨機取向產生。在有序狀態下，分子沿著公共軸對齊，但它們各自偏離它一些，一些指向軸的左側，一些指向右側。那些隨機偏差，如無序狀態下的隨機分子位置，可以適合鐘形曲線。
但是隨著系統溫度下降到轉變溫度，鐘形曲線分布在相變發生之前就會崩潰。這表明系統中離散斑塊中的分子彼此相關。「你現在有幾組分子開始相互配合，這導致了鐘形曲線的偏差，」斯特拉特說，「就好像這些分子預計這種完全有序的狀態將會發生，但他們還沒有決定他們將面臨哪個方向。這有點像政治，每個人都認為某些事情需要改變，但他們還沒有弄明白該做什麼。「
斯特拉特說，這項工作可能有助於深入了解控制分子運動有效性的因素。在有序和無序液晶中，分子可以相對自由地自由移動。但在中間狀態這種運動受到抑制，然後該狀態代表分子進展開始減慢的情況。
「在分子運動緩慢的自然科學中存在很多問題，」斯特拉特說，「例如熔融玻璃中的分子隨著液體冷卻而逐漸減慢。阿爾茨海默病中涉及的蛋白質纏結是分子排列導致運動緩慢的另一個例子，但是當這些分子減速時，有哪些規則可以控制它們？我們並不完全理解它。「
斯特拉特希望更好地理解液晶中緩慢的分子運動可以為理解自然界中其他地方的緩慢運動提供藍圖，國家科學基金會支持這項工作。