Ако стакло није чврсто или течно, шта је онда? Фотографирао корисник Флицкр -Кензие-
Чаша мерлота можда свет чини ружичастим, али може бити и фрустрација за физичара. Вино се сипа, прска и окреће, али чаша остаје крута као чврста посуда. Зумирајте мерлот и видећете како се молекули држе близу, али крећу се без фиксног положаја. Зумирајте чашу вина и видећете овај неуредан распоред, али нема померања.
На атомском нивоу, два облика материје изгледају исто. Иако је чаша чврсто смрзнута, недостаје јој крута кристална структура која се налази у, рецимо, коцкицама леда.
Научници који су проучавали стакло опазили су искривљене верзије икосаедра (икосаедар на левој страни, искривљена верзија са десне стране). Слика путем науке / Цхен и Котани
Иако занатлије праве стакло већ хиљадама година, а научници проучавају његову структуру деценијама, до сада нема јасних експерименталних доказа који би потврдили шта спречава течност која ствара чаше од кристализације. У новом раду објављеном на мрежи у часопису Сциенце, тим јапанских истраживача користио је високонапонски електронски дифракциони микроскоп за гледање стакла на најситнијим вагама досад. При тако високој резолуцији видели су како изгледа основна јединица неких стакала-атома упакованих у искривљену верзију икосаедра, тродимензионалног облика са 20 лица.
Са софистицираним геометријским алатима тим је окарактерисао те изобличења, извештавајући у раду да дозвољавају систему да „задржи густо атомско паковање и стање ниске енергије.“ Одређени распоред атома, закључују истраживачи, је суштина стакланости јер ометају развој добро организован кристал.
Вишеструки прикази микроскопских слика атома унутар стакла (десно) омогућили су истраживачима да дијагностикују ниво изобличења специфичних икосаедра који су организовали атоме (лево). Слика путем науке / Цхен и Котани
Иако су истраживачи проучавали чашу направљену од цирконијума и платине, а не ваш просечни прозор, резултати могу бити важни и за наочаре. Разумевајући начин на који се атоми организују, научници за материјал могу пронаћи начине да направе нове наочаре и манипулишу онима које имају.
Али стакло још није далеко од тога. Док студија објашњава зашто неке течности формирају чаше уместо кристализације, то не објашњава зашто ове течности могу постати довољно спори да би били чврсти, каже хемичар Универзитета Дуке Патрицк Цхарбоннеау. Велика заједница научника покушава ријешити тромост још од 1980-их , али око рјешења се не могу сложити па чак и расправљају о најбољем приступу.
Једна популарна стратегија иде корак уназад како би покушала схватити како атоми испуњавају дати простор. Атоми у стаклу третирају се као круте сфере сложене заједно. Једноставно, зар не? "Не постоји квантна механика, нема теорија струна, не морате позивати на свемир", каже Цхарбоннеау. Па ипак, чак и проучавање стакла на овај начин показало се невероватно тешким због компликација које долазе с проналажењем положаја на којима би толико честица могло да заузме. Уз инхерентни изазов описивања распореда сфера, приступ је поједностављивање и није јасно колико би то било релевантно за наочаре у стварном свету.
Ипак, Цхарбоннеау се чини под напоном када говори о таквим истраживачким проблемима. Чаша мерлота му је напола пуна, јер верује да је последњих неколико година донело огроман напредак. Научници су, како каже, постали креативнији у постављању питања о стаклу. Цхарбоннеауова сопствена истраживања симулирају стакло у већим димензијама, а открића могу имати значајне импликације на степен поремећаја у тродимензионалном стаклу. Други истраживачи разматрају шта би се догодило ако бисте имобилизирали неке честице у прехлађену течност, надајући се да ће вам осветлити како такве течности постижу стакласто стање. Још више атоми у стаклу сматрају ентитете који се могу самостално кретати, попут биолошких ћелија. Сви ови напори покушавају да утврде врсте интеракција које доприносе стварању стакла тако да ће научници препознати заиста добру теорију спорости кад то виде.
Упркос свему овоме о покрету, немојте очекивати да ће ваша чаша вина ускоро ни на који видљив начин тећи. Ова чаша "трајат ће дуже од временске скале свемира", каже Цхарбоннеау. Тврди да је витраж у средњовековним катедралама на дну дебљи јер су стаклени токови креветни. Али тачно зашто не тече и даље остаје мистерија.
