Τι είναι αυτή η πέμπτη κατάσταση της ύλης;
Στο σχολείο, όταν είμαστε ακόμα μικροί, μας δίδασκαν τις τρεις βασικές καταστάσεις της ύλης, που είναι η υγρή, η αέρια και η στερεή – αυτά είναι κοινής γνώσης.
Στη συνέχεια, είναι ήδη ένα σοκ όταν ανακαλύπτουμε ότι υπάρχει μια τέταρτη κατάσταση της ύλης, το πλάσμα, επειδή δεν διδάσκεται συνήθως σε όλους. Και σαν να μην έφτανε αυτό, οι επιστήμονες έχουν αναζητήσει την πέμπτη κατάσταση της ύλης – ναι, ίσως είναι καιρός τα σχολεία να ενημερώσουν τα βιβλία φυσικής τους.
Πριν από την πέμπτη κατάσταση της ύλης, ας δούμε τις τέσσερις που ήδη γνωρίζουμε
Πριν μιλήσουμε για την πέμπτη κατάσταση της ύλης, ας θυμηθούμε τις γνωστές τρεις καταστάσεις της ύλης:
- Υγρή: Εδώ, τα σωματίδια κινούνται πιο ελεύθερα, γεγονός που επιτρέπει τη ρευστότητα.
- Αέρια: Σε αυτή την κατάσταση, τα σωματίδια είναι εντελώς διασκορπισμένα, καταλαμβάνοντας όλο τον διαθέσιμο χώρο.
- Στερεά: Από την άλλη πλευρά, εδώ τα σωματίδια είναι οργανωμένα και δονούνται σε σταθερές θέσεις.
Και τι γίνεται με το πλάσμα; Λοιπόν, αυτή η κατάσταση είναι πιο περίεργη. Άλλωστε, την συναντάμε μόνο στους κεραυνούς και στον ήλιο. Σε αυτήν, τα άτομα χάνουν τα ηλεκτρόνια τους, σχηματίζοντας ένα είδος «σούπας» από φορτισμένα σωματίδια. Είναι πραγματικά δύσκολο να το δούμε στην καθημερινή μας ζωή. Και σαν να μην έφτανε που οι τέσσερις καταστάσεις της ύλης ήταν ήδη καλά καθιερωμένες, οι επιστήμονες έψαξαν για περισσότερες και τελικά βρήκαν την πέμπτη μετά από δεκαετίες αναζήτησης.
Τι είναι αυτή η πέμπτη κατάσταση της ύλης;
Μιλάμε για δεκαετίες έρευνας, και δεν ήταν για το τίποτα. Ήδη το 1920, ο ίδιος ο Άλμπερτ Αϊνστάιν, μαζί με τον φυσικό Satyendra Nath Bose, είχε προβλέψει την πέμπτη κατάσταση της ύλης (άλλη μια ακριβής πρόβλεψη του Αϊνστάιν, όπως αυτή που είχε κάνει πριν από περισσότερα από 100 χρόνια). Η ιδέα αυτή προέκυψε όταν ψύχθηκαν σωματίδια που ονομάζονται μποζόνια σε θερμοκρασίες πολύ κοντά στο απόλυτο μηδέν. Το αποτέλεσμα; Αυτά τα σωματίδια έχαναν την ατομική τους ταυτότητα και άρχιζαν να συμπεριφέρονται ως ένα ενιαίο «υπερσωματίδιο».
Πώς και γιατί συνέβη αυτό; Λοιπόν, οι ειδικοί εξήγησαν ότι, με τόσο λίγη ενέργεια, αυτά τα μποζόνια δεν μπορούν πλέον να διαφέρουν μεταξύ τους. Με άλλα λόγια, δεδομένου ότι δεν κινούνται αρκετά, είναι αδύνατο να τα διακρίνουμε και καταλήγουν να συγχωνεύονται σε μια συλλογική κβαντική κατάσταση. Δεδομένου ότι αυτή η συμπεριφορά δεν παρατηρείται σε καμία άλλη γνωστή κατάσταση, οι επιστήμονες δημιούργησαν μια νέα, για να το πούμε έτσι.
Εντάξει, αλλά ποιο είναι το όνομα αυτής της ανακάλυψης; Το σωματίδιο που έδωσε αφορμή για την πέμπτη κατάσταση της ύλης ονομάζεται συμπύκνωμα Bose-Einstein (BEC). Επιβεβαιώθηκε πραγματικά μόνο 70 χρόνια μετά το πείραμα του Αϊνστάιν και του Bose, το 1995, όταν οι φυσικοί Eric Cornell και Carl Wieman κατάφεραν να ψύξουν άτομα ρουβιδίου-87 σε εκατομμυριοστά του βαθμού πάνω από το απόλυτο μηδέν – ναι, είναι μια θερμοκρασία που δεν μπορούμε καν να φανταστούμε.
Μπορεί αυτή η πέμπτη κατάσταση της ύλης να επηρεάσει την καθημερινή μας ζωή;
Παρόλο που κάθε επιστημονική καινοτομία τραβά την προσοχή μας, καθώς πρόκειται για εντυπωσιακές αποκαλύψεις, πάντα αναρωτιόμαστε πώς μπορεί (ή θα) επηρεάσει την καθημερινή μας ζωή. Λοιπόν, η πέμπτη κατάσταση της ύλης δεν θα επηρεάσει άμεσα τη ζωή των απλών πολιτών, αλλά θα επηρεάσει τη ζωή των ειδικών.
Αυτό συμβαίνει επειδή οι επιστήμονες έχουν μελετήσει και έχουν συνειδητοποιήσει ότι τα BEC ανοίγουν το δρόμο για:
- Υπερευαίσθητους αισθητήρες, που μπορούν να ανιχνεύουν μικροσκοπικές διακυμάνσεις στη βαρύτητα, την επιτάχυνση και τα μαγνητικά πεδία
- Προηγμένες κβαντικές τεχνολογίες, όπως η κβαντική πληροφορική και νέες μορφές ασφαλούς επικοινωνίας
- Ακόμη και νέα υλικά.
Πρέπει να έχουμε κατά νου ότι τα μυστήρια της φυσικής δεν θα λυθούν ποτέ πλήρως και ότι πάντα θα υπάρχουν νέα πράγματα, αλλά αυτό που δεν μπορούμε να αγνοήσουμε είναι οι προβλέψεις που έκανε ο Αϊνστάιν καθ’ όλη τη διάρκεια της ζωής του. Η τελευταία πρόβλεψή του ήταν ότι υπάρχει μια παράξενη δύναμη στο σύμπαν που μπορεί να προκαλέσει απροσδόκητα αποτελέσματα.
