المحتوى
كل المادة في الكون المعروف تتكون من ذرات. كل مادة لها بنية ذرية متميزة مكونة من مجموعات معينة من البروتونات والإلكترونات والنيوترونات. تسمى الحالة التي توجد بها المرحلة. هناك أربع مراحل من المادة يمكن فيها شرح كل شيء على الأرض: صلب أو سائل أو غازي أو بلازما.
صلب
تتكون المادة في الحالة الصلبة من ذرات وجزيئات مرتبطة بقوة بالقوى الجزيئية. المادة الصلبة لها شكل صلب وتحدد حجمها. الذرات الموجودة داخل المادة الصلبة تهتز ، لكن هذه الحركة الصغيرة السريعة غالبا ما يصعب اكتشافها. قد تكون المادة الصلبة بلورية أو غير متبلورة. تميل ذرات الحالة الصلبة البلورية إلى التحزيم وتأمينها بإحكام بواسطة الروابط الذرية ، ومن الأمثلة على ذلك الكوارتز والملح. قد توجد المواد الصلبة غير المتبلورة إما في حالة "زجاجية" أو "مشوشة" ، على سبيل المثال يجري زجاج النوافذ.
شبكة
القوى الجزيئية في السائل ليست قوية مثل تلك الموجودة في المادة الصلبة ، وبالتالي فإن السائل يتدفق ، على الرغم من وجود حجم محدد. بسبب هذا التدفق ، عادة ما يأخذ السائل شكل الحاوية التي تحتوي عليه. الاستثناء الوحيد هو الجاذبية الصغرى. في هذه الحالة ، يتشكل السائل داخل سطح حر مثل الدائرة ، وليس السطح. تتشابه جزيئات السوائل مع جزيئات المادة الصلبة وكثافاتها أيضًا.
غاز
المادة في الحالة الغازية ليس لها شكل أو حجم محدد. إذا تم حصرها في حاوية ، فسيكون هذا شكلك. خلاف ذلك ، سينتشر الغاز إلى أجل غير مسمى حتى يواجه نوعًا من المقاومة. على عكس المواد الصلبة والسوائل ، يتم فصل الجزيئات في الغاز بطريقة تؤدي إلى كثافة منخفضة. الماء السائل المسخن فوق 100 درجة مئوية ، أو 212 درجة فهرنهايت ، يتحول إلى غاز. ومن الأمثلة الأخرى للغازات النيتروجين والأكسجين والهيليوم (المستخدم لملء البالونات).
بلازما
في الآونة الأخيرة فقط بدأ العلماء في دراسة الحالة الرابعة للمادة ، البلازما ، كغاز مؤين. البلازما هي المادة الموجودة في درجات حرارة مرتفعة للغاية ، مثل الشمس أو الخادمة أثناء عودة سفينة الفضاء في الغلاف الجوي للأرض. خارج الأرض ، ما يصل إلى 99 ٪ من الكون المرئي ، وكذلك الكثير من ما هو غير مرئي ، مصنوع من البلازما. في البلازما ، تطفو البروتونات والنيوترونات والإلكترونات بحرية ، على عكس المواد الصلبة والسوائل. بسبب كثافتها المنخفضة ، يصعب تحقيق التصادمات بين الجزيئات في البلازما. يمكن العثور على البلازما أيضًا في لهيب الأرض والأشعة والريح.
"العقارات الخامسة"
في العشرينات من القرن الماضي ، توقع ساتيندرا ناث بوس وألبرت أينشتاين الحالة الخامسة للمادة. يشار إلى هذه الأيام باسم Bose-Einstein condensation ولم يتم اكتشافها إلا مؤخرًا. يشير هذا التكثيف إلى انهيار الذرات في حالة واحدة والتي تتعارض بشكل أساسي مع سلوكها في البلازما. يحدث تكاثف بوز-آينشتاين فقط في درجات حرارة منخفضة للغاية ، بالقرب من الصفر المطلق. درجات الحرارة هذه منخفضة للغاية بحيث لا تتكاثر في أي مكان على الأرض خارج المختبر.