物質的形態，只存在液態、固態和氣態嗎？其實還有一種人造狀態

或許你已經發現，隨意向一個人提問，物質有哪幾種表現形態，人們可能都會不假思索地回答，固態、液態和氣體，畢竟現今的物質形態常見的只有氣態、液態和固態，對這三態來說人們尤為熟悉，所謂固態是指具有固定形狀的物質，例如石頭木頭等，從這一點來看，液體和氣體都不具備這一特徵，人類想要改變固體的形狀，就必須對它施力，比如擠壓或拉長，都能改變固體的體積，通常來說這一變化不會多麼顯著

由於液體擁有流動性的特徵，例如水，所以將它放在何種形狀的容器中，它就會擁有何種形狀，當液態物體分子間的範德華力被打破時，物體就會由液態變為氣態，當液態物體分子間的熱運動減小，小到分子間化學鍵可以形成，當化學鍵在分子間佔據主導地位之際，液體就會變為固體；氣態是指物質的一種狀態，不同的是，它是一種流體，可以流動、可變形，也可擴散，例如空氣，其體積不受限制，三要素為體積、溫度和其壓強，鑑於氣態物質的原子或分子間的距離相對較大，相互之間可以自由運動，從而使得氣態物質的原子或分子的動能較高

如此看來，不同的溫度和壓力可以使某些物質產生相變，三態也可相互轉化，比如水，當水的溫度提升到一定程度時，就能蒸發升華成氣態，若溫度低至一定程度，就會結冰形成固態，事實上，空氣和一些氣體也存在這種特性，比如氫在不同的壓力下會形成氣態、液態和金屬態，雖說金屬在高溫下也能變為液態，但它卻很難變成氣態，因為還未等到氣態溫度時，它就會被氧原子帶走，碳也是如此，還未等到氣態溫度之際，它就會發生化學變化。

事實上，物質並非只有三種表現形態，因為自然界中，除了上述三種形態以外，還真實的存在另外幾種形態，由於人類無法直接觀測它們也無法真切的觸摸到，從而導致許多人對它們感到陌生，比如物質的第四基本形態等離子態，或許你會好奇，什麼是等離子態？很少有人知道，在可觀測宇宙中，等離子態佔據了絕大多數部分，這是因為天上所有的恆星都是以等離子態形式存在的，等離子態是指物質原子內的電子，在脫離原子核的吸引後，形成帶負電的自由電子和帶正電的離子共存的狀態，此時，電子和離子攜帶的電荷截然相反，數量卻完全相等

因此人們將這種狀態稱為等離子態，在自然界中，當電流通過某些流體，其中也包括氣體和液體，它的某些粒子就會被電離，這樣一來，電離和未被電離的各種微粒子就會混合在一起，從而形成等離子態，這意味著等離子態有天然形成的，也有人造的，天然的等離子態大多形成或存在於地球的高空和外太空中，比如，天空中被雷電離的飽含水氣的空氣雲團，太陽和其它部分恆星的表面高溫氣層中，都存在著大量的等離子態，而用於電腦、電視等產物的等離子顯示器、溫度較高的火焰和電弧中的高溫部分，則屬於人造的電離子體。

你知道嗎？在等離子體中，電磁力作為主要作用，可以令原本較普通的物質內部出現新的運動形態，比如電子、離子的集體振蕩，其實，等離子體還可分為高溫等離子體和低溫等離子體兩大類，值得一提的是，高溫等離子體的溫度可以高達驚人的1億攝氏度，如此看來，雖然等離子體既看不見也摸不著，但它卻並非虛無、無意義的，相反的是，它具有著相當神奇廣泛的作用，故而被稱為「法力無邊的隱形魔術師」，你可曾聽聞，令軍人薩達姆聞風喪膽的隱形武器？

在海灣戰爭中，美國投入了一種新研製出來的隱形飛機，派遣至伊拉克腹地進行偵察活動，從而使得他們充分的掌握了伊軍的布防情況，伊軍對此感到毫無辦法，因為這種偵察飛機採用了等離子體技術，正因等離子體具備了屏蔽效應，導致雷達也無法探測到它的蹤跡，除此之外，科學界還發現了以下3種形態的物質，即玻色-愛因斯坦凝聚態、費米子凝聚態、中子或電子簡併態，所謂的玻色-愛因斯坦凝聚是指玻色子原子在冷卻到接近絕對零度時呈現出的一種氣態的、超流性的物態，其實，玻色-愛因斯坦凝聚態和費米子凝聚態都是物質在極低溫度下，在接近絕對零度之際，產生的某些特異性質，比如變為超流體或超導體

令人詫異的是， 就連光也會成為速度極慢的一種流體，2009年，美國標準技術研究院和美國科羅拉多大學的科學家組成的聯合研究小組宣布，他們創造出了物質的第六種形態，即費米子凝聚態，值得一提的是，第五態玻色-愛因斯坦凝聚態，正是他們首先宣布製造出來的，費米子凝聚態研究小組負責人德博拉金曾指出，費米子凝聚態與玻色-愛因斯坦凝聚態都是物質在量子狀態下的形態，不同的是處於費米子凝聚態的物質並非超導體，雖說費米子凝聚態與玻色-愛因斯坦凝聚態一樣，是物質在量子狀態下的形態，遺憾的是根據泡利不相容原理來看，不同的費米子不能佔據同一量子態，所以費米子無法如同玻色子般直接形成玻色-愛因斯坦凝聚態

因此，當物質冷卻時，費米子會逐漸佔據最低能態，有趣的是，它們竟能處在不同的能態上，如同人群湧向一段狹窄的樓梯，使得整條樓梯從高處到低處，依次站滿了人，這種狀態被人們稱為費米子凝聚態，還有一種態是物質在極高壓力下的特殊狀態

顯然，它已經無法稱為物質了，可以說它就是一堆沒有類別的原子核亦或是中子，這種狀態的物質也可稱為非物質，存在於白矮星和中子星上，白矮星本身巨大的引力和壓力把將原子的電子剝離，隨後形成「電子簡併壓」，以此抵禦巨大的引力與壓力，從而取得一個平衡，此後，中子星會用本身極大的引力壓將原子完全擠破，電子被壓進原子核後，會與質子結合為中子，令整個星球變為一個大中子核，由此產生中子簡併壓，同時，依靠這種簡併壓抵禦引力壓力，取得一個平衡，綜上所述，目前人類認知的世界中，存在著七種物質形態，即氣態、液態、固態、等離子態、玻色-愛因斯坦凝聚態、費米子凝聚態、電子或中子簡併態，對此，小夥們是如何看待的？歡迎在評論區下方留言，感謝觀看本期視頻，我們下期再見。