北京時(shí)間4月3日消息，我們常見(jiàn)的物質(zhì)有三種基本狀態(tài)，即固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。這是一個(gè)理解我們所處物理世界的簡(jiǎn)單方法。當(dāng)然，如果你還記得一點(diǎn)高中時(shí)的科學(xué)知識(shí)，你可能會(huì)想起物質(zhì)的第四種狀態(tài)：等離子態(tài)。如果關(guān)注科學(xué)新聞，你可能還聽(tīng)說(shuō)過(guò)“玻色-愛(ài)因斯坦凝聚態(tài)”。這就有五種物質(zhì)狀態(tài)了。 ~D4%7U"dv  
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那么，簡(jiǎn)并態(tài)物質(zhì)呢？還有拓?fù)涑瑢?dǎo)體和時(shí)間晶體呢？沒(méi)錯(cuò)，盡管我們?cè)谌粘Ｉ�活中不�?huì)遇到，但這些都是物質(zhì)的合理狀態(tài)（或稱(chēng)為“相”）。事實(shí)上，物理學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多物質(zhì)狀態(tài)，很可能數(shù)以千計(jì)。與此同時(shí)，他們?nèi)匀灰恢痹趯ふ倚碌奈镔|(zhì)狀態(tài)。據(jù)推測(cè)，我們或許可以發(fā)現(xiàn)數(shù)百萬(wàn)種可能的物質(zhì)狀態(tài)。 /^E2BRI  
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當(dāng)然，最基本的三種物質(zhì)狀態(tài)在很早以前就已為人熟知。到了19世紀(jì)下半葉，當(dāng)電實(shí)驗(yàn)首次產(chǎn)生等離子體時(shí)，科學(xué)家意識(shí)到，可能存在著更多新的物質(zhì)狀態(tài)。玻色-愛(ài)因斯坦凝聚理論最早于1924年提出，之后我們對(duì)物理學(xué)的理解不斷擴(kuò)展，很快就發(fā)現(xiàn)即使在日常生活中，物質(zhì)的狀態(tài)也比原先認(rèn)為的多得多。 x.7Ln9  
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對(duì)物理學(xué)家來(lái)說(shuō)，冰箱上的磁鐵和冰箱本身是不同形式的物質(zhì)。酒杯和放置它的木架子同樣代表了物質(zhì)的兩種不同狀態(tài)。 =$B:i>z<  
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物質(zhì)的狀態(tài)只表明了原子或其他構(gòu)成物質(zhì)的粒子的排列方式，而不同的排列會(huì)產(chǎn)生不同的性質(zhì)。例如，在固體中，分子排列成晶格結(jié)構(gòu)，這就增加了材料的剛性。在液體中，分子間相互流動(dòng)，但它們不能像在氣體中那樣輕易地相互靠近或遠(yuǎn)離。在等離子體中，分子就像在氣體中一樣流動(dòng)，但它們的電子可以自由移動(dòng)，從而可以很容易地導(dǎo)電。 3B(6^iS  
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物質(zhì)的分子和組成粒子有無(wú)數(shù)的排列方式。例如，在固體中，分子排列形成三維晶體結(jié)構(gòu)的方式有230種，這些排列方式又稱(chēng)為“空間組”。每一個(gè)空間組就代表了一種物質(zhì)形式。根據(jù)電子的排列方式，這230個(gè)空間組中的每一個(gè)都可以是導(dǎo)體或絕緣體，這也使其成為不同形式的物質(zhì)。 i0($@6Lh  
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當(dāng)溫度非常高或非常低，且壓力非常大的時(shí)候，正常物質(zhì)會(huì)變形為各種性質(zhì)奇特的狀態(tài)。例如，在中子星內(nèi)部，原子核可能會(huì)被壓縮成一種“簡(jiǎn)并態(tài)”物質(zhì)，電子和質(zhì)子被迫結(jié)合在一起形成中子，甚至進(jìn)一步形成一種僅由基本粒子構(gòu)成的夸克-膠子等離子體。在另一個(gè)極端，當(dāng)分子溫度接近絕對(duì)零度時(shí)，量子力學(xué)開(kāi)始在宏觀尺度上可見(jiàn)。當(dāng)一堆原子被冷卻到接近絕對(duì)零度時(shí)，就會(huì)形成玻色-愛(ài)因斯坦凝聚，它們會(huì)表現(xiàn)得就好像是單個(gè)原子一樣。這賦予了這些原子獨(dú)特的性質(zhì)，就像完全沒(méi)有黏性一樣。換句話說(shuō)，你可以在其中制造出永遠(yuǎn)旋轉(zhuǎn)的小漩渦。 :bLL
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荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)凝聚態(tài)理論副教授賈斯帕·范·韋策爾（Jasper van Wezel）表示，我們之所以能不斷發(fā)現(xiàn)新的物質(zhì)狀態(tài)，部分原因很簡(jiǎn)單，因?yàn)橛刑�多的物質(zhì)有待發(fā)現(xiàn)�！霸�子、分子或任何你可以用來(lái)排列的東西都有這些特性，”他說(shuō)，“而發(fā)現(xiàn)所有這些可能性只是時(shí)間問(wèn)題。” D]9I-
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隨著技術(shù)的進(jìn)步，我們也能夠在更極端的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而且精確度更高。例如，我們現(xiàn)在可以觀測(cè)到不同物質(zhì)中的粒子有不同的自旋。自旋是粒子固有的特性，可以產(chǎn)生磁力。 qbjLTE=  
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“在20世紀(jì)50年代，你只需要測(cè)量磁化強(qiáng)度，然后說(shuō)，‘看，這兩個(gè)東西都有磁性——我可以把它們都貼在冰箱上’，就這樣，”范·韋策爾說(shuō)，“但現(xiàn)在我們有了深入物質(zhì)內(nèi)部的工具，可以觀察每一個(gè)粒子的自旋，我們可以說(shuō)，‘看，它們都是有磁性的，但在這個(gè)東西中，有三分之一的自旋是相反的，而在那個(gè)東西中不是這樣，所以它們是不同的。” r^?Q