- Solidi:
Caratteristiche:
a) Forma e volume definiti.
b) Forti forze intermolecolari (legami elettrostatici, covalenti, metallici) tengono insieme le particelle.
c) Le particelle (ioni, atomi o molecole) sono strettamente impaccate e densamente disposte con un'energia cinetica minima.
d) Incomprimibile.
e) Movimento molecolare limitato.
f) Punti di fusione e di ebollizione elevati.
Esempi:ghiaccio, sale da cucina, legno, metalli.
- Liquidi:
Caratteristiche:
a) Volume definito ma non forma definita (prende la forma del contenitore).
b) Forze intermolecolari più forti che nei gas ma più deboli che nei solidi.
c) Le particelle sono molto vicine ma non così fitte come nei solidi.
d) Notevole movimento molecolare:le particelle scorrono e scivolano l'una sull'altra.
e) Generalmente incomprimibile.
f) Si verificano tensione superficiale e azione capillare.
Esempi:Acqua, olio, latte, miele.
- Gas:
Caratteristiche:
a) Nessuna forma o volume definiti (occupano l'intero volume del loro contenitore).
b) Forze intermolecolari molto deboli (trascurabili tranne casi particolari).
c) Le particelle (atomi o molecole) sono libere di muoversi rapidamente con elevata energia cinetica.
d) Ampia separazione tra le particelle.
e) Densità estremamente basse e comprimibili.
f) I gas si diffondono, si espandono e si contraggono facilmente.
Esempi:aria, elio, azoto, ossigeno.
- Plasma:
Caratteristiche:
a) Spesso indicato come il quarto stato della materia.
b) Si verifica a temperature estremamente elevate (che si trovano nelle stelle, nei reattori a fusione) o in regioni a bassa temperatura esposte a energie specifiche.
c) Gli elettroni vengono strappati via dagli atomi, formando una zuppa di ioni caricati positivamente ed elettroni liberi caricati negativamente.
d) Le particelle cariche sono altamente energetiche e libere di muoversi, generando effetti elettrici e magnetici.
e) Gas parzialmente o completamente ionizzato con elevata conduttività elettrica e interazioni a lungo raggio.
Esempi:stelle, venti solari, insegne al neon, schermi al plasma.
- Condensato di Bose-Einstein (BEC):
Caratteristiche:
a) Stato quantistico della materia ottenuto raffreddando alcuni materiali a temperature estremamente basse (vicino allo zero assoluto).
b) Gli atomi si comportano come un'unica entità coerente, perdendo la loro individualità e occupando lo stesso stato quantico.
c) Le onde della materia si sovrappongono, creando un superfluido senza viscosità e senza resistenza al flusso.
d) Presenta fenomeni unici come interferenze e transizioni di fase.
e) Trovato in atomi ultrafreddi, come rubidio e litio.
Esempi:Nuvole atomiche nei laboratori per ricerche ed esperimenti.
- Condensato fermionico:
Caratteristiche:
a) Simile al Condensato di Bose-Einstein, ma formato da fermioni (particelle con spin semiintegrali, che seguono il principio di esclusione di Pauli).
b) Coppie di fermioni di spin opposto (coppie di Cooper) formano uno stato legato e perdono la loro identità individuale.
c) Si verifica in alcuni sistemi di materia condensata e ha applicazioni nella superconduttività e nella superfluidità.
d) Presenta proprietà non convenzionali come meccanismi di accoppiamento non convenzionali, vortici in sistemi di materia condensata e fasi topologiche della materia.
Esempi:superconduttori e superfluidi di atomi o molecole fermionici.
- Plasma di quark-gluoni (QGP):
Caratteristiche:
a) Stato della materia che si ritiene esistesse durante l'universo primordiale, microsecondi dopo il Big Bang.
b) Si forma quando la materia nucleare è sottoposta a temperature o densità estremamente elevate (si verifica negli acceleratori di particelle o nelle collisioni di ioni pesanti ad alta energia).
c) I quark (particelle subatomiche che compongono protoni e neutroni) e i gluoni (particelle che mediano la forza nucleare forte) non sono più confinati negli adroni ma esistono liberamente.
d) Il deconfinamento e la formazione di una "zuppa" di quark e gluoni creano uno stato ad alta energia, denso e simile a un fluido.
Esempi:il QGP viene studiato negli esperimenti di fisica delle alte energie per comprendere l'universo primordiale e le proprietà fondamentali delle interazioni nucleari forti.
