在极高温度下,物质整体上出现电离状态,带正电的原子和带负电的电子混合在一起,形成一团团均匀的离子“浆糊”,这团“离子浆”从整体上还是正负电荷相等,依然呈现出电中性,这就是物质的第四态~等离子态。在我们生活中,一般的火焰都是这两种现象的混合物;在高温状态下,如电弧、闪电、霓虹灯等,都存在等离子体现象。但在生活中的我们看到的等离子体并不多,而在宇宙中,等离子体就占有可见宇宙的99.9%以上了。
这就是恒星。恒星内部在高温高压下,时刻进行着热核聚变反应,整个星球都是一种等离子态存在,这种存在占据了整个宇宙质量的99.9%以上。这就是物质的第四态,这种物质的第四态于上世纪中叶被科学界确认。至于物质的第五态、第六态,更是我们日常生活极少见到的了。玻色子凝聚态和费米子凝聚态都属于量子力学的范畴。量子力学认为,粒子按其高密度或者低温时集体行为的状态可分为两大类,一类是费米子,另一类是玻色子。
这两类物质在极低温度下具有明显的区别:玻色子全部集中在同一量子态上,表现为“集体主义”行为;费米子却与之相反,更多的表现为“个人主义”,各自占据不同的量子态。波色~爱因斯坦凝聚态是1920年波色和爱因斯坦两位科学家做出的一个语言,1995年被麻省理工学院的沃夫冈·凯特利与科罗拉多大学博尔德分校的埃里克·康奈尔和卡尔·威曼,使用气态的铷原子在170 nK的低温下,首次获得了玻色-爱因斯坦凝聚。
费米凝聚态是科学家费米的一个论断,于2004年被上述同一个科学团队所证实。这两个实验证实了物质存在这两种新的状态,与人类已知的物质四态具有完全不一样的性质。这两种物质在极端低温状态下所表现出来的性质,对人类未来芯片技术、精密测量、超导技术的发展具有非常重要的意义。那么物质分为固态、液态、气态、等离子态、超固态、中子态等六态的说法,又怎么理解呢?这个说法并非空穴来风,是因为在我们这个宇宙中存在着这两种极端的物质。
这两种物质已经不是我们一般情况下认识的物质了,也可以说在地球上是极难存在的物质。据网络一些资料介绍,在140万个大气压下,原子被压垮,不但原子间没有了空间,原子的电子也被压跑了,原子核紧密的挤在一起了,这样的物质密度达到1个乒乓球大小就有1000吨。据报道,2016年,英国爱丁堡大学一个科学团队利用砖石对顶创造出了这种极端物质,从而得到了所谓“第五状态氢”,及超固态氢。
但这个压力能够导致所谓的“超固体”,密度比白矮星还要大,时空通讯有不同看法。地球地心压力达到约300万个大气压,科学界确认为那里的物质密度却只有每平方厘米10.7克,这个问题可能是我们以后要讨论的问题,也欢迎网友们各抒己见。木星中心压力达到3亿个,也没听说谁说过有超固体的存在。科学观测认为,白矮星上的物质处于电子简并态,是一种致密物质,密度达到每立方厘米1~10吨。