Посочено от Pt.

История на платината

Древният свят вече е познавал метала платина. По време на археологически разкопки в Египет, в руините на древна Тива, е намерен художествен калъф, приписван от експерти на 7 век. пр.н.е д. Тази реликва от древния свят съдържаше зрънце богата на иридий платина.

В началото на 1в. н. д. Копачите на златните пясъци в Испания и Португалия започнаха да проявяват подчертан интерес към полезните употреби на „бялото олово“ или „бялото злато“, както тогава се наричаше платината. Според свидетелството на римския писател Плиний Стари (автор на 37-томната книга „Естествена история“), „бялото олово“ се е добивало от златните находища на Валисия (Северозападна Испания) и Лузитания (Португалия). Плиний казва, че по време на прането „оловното бяло“ се събира заедно със златото на дъното на кошниците и се разтопява отделно.

Много преди превземането на Южна Америка от испанските и португалските конкистадори, платината е била добивана от културен местен народ - инките, които не само са притежавали тайната на рафинирането и коването на този благороден метал, но също са знаели как умело да правят различни предмети и бижута от него.

Епохата на падането на Римската империя е белязана от изчезването на бижутерите и търговците на платинени бижута от ежедневието. Минаха много векове и едва през втората половина на 18в. Учените започват да се интересуват от платината и нейните физикохимични свойства.

През 1735 г. испанският математик Антонио де Улоа, докато беше в Екваториална Колумбия, обърна внимание на честото присъствие заедно със златото на неизвестен метал, чийто блясък донякъде напомняше блясъка на среброто, но във всички останали качества беше повече като злато. Този странен метал заинтересува де Улоа и той донесе проби от колумбийска платина в Испания.

През 18-ти век, когато платината все още не е имала индустриална употреба, тя е била смесена със злато и златни и сребърни продукти. Испанското правителство научи за тази „вреда“ на благородните метали. Страхувайки се от възможността за масово фалшифициране на златни монети, той реши да унищожи цялата платина, добита заедно със златото в колониалните владения на кралството. През 1735 г. е издаден указ, нареждащ унищожаването на цялата платина, добивана в Колумбия. Този указ беше в сила няколко десетилетия. Специални служители, в присъствието на свидетели, периодично хвърляха парични резерви от платина в реката.

В края на 18в. Самите испански крале започнаха да „развалят“ златната монета, като смесиха платина в нея.

Технически употреби на платина

През 1752 г. директорът на шведския монетен двор Шефер обявява откритието си за нов химичен елемент - платината. Сателитите на платината - паладий, иридий, родий, рутений и осмий - са открити много по-късно, през 19 век. Шестте изброени химични елемента, които са в осмата група на периодичната таблица на Менделеев, образуват група, наречена платинени метали. Всички тези метали имат много подобни физични и химични свойства и се срещат най-вече заедно в природата.

В зората на въвеждането на платината в технологиите учените се занимават с нея най-вече от любопитство, но след като изучават задълбочено свойствата на платината, тя бързо започва да намира широко приложение, особено в химическата индустрия. Оказа се, че платината е разтворима само в царска вода, неразтворима в киселини и постоянна при нагряване.

След появата на първите проби от химическо стъкло, изработени от платина, тя започва да се използва за производството на апарати за дестилация на сярна киселина. От този момент нататък растежът на обработката на платината започва рязко да се увеличава, тъй като тя започва да се използва в производството на киселинно- и топлоустойчиво лабораторно химическо оборудване, инструменти и различни устройства (тигли, колби, котли, щипки и др. .).

Пирометрията използва изключителната устойчивост на платината и нейните сплави на високи температури.

Ценните и понякога незаменими свойства на платината и паладия отдавна се използват в каталитичните процеси. Значително количество платина се изразходва за производството на контакт за инсталации за сярна киселина, където служи като катализатор за окисляването на серен диоксид в серен анхидрид. Платината под формата на решетка служи като катализатор за окисляване на амоняк в устройства от различни системи. Многобройни органични синтези също изискват използването на платинен катализатор. Паладиевият катализатор се използва в производството на синтетичен амоняк и в производството на някои органични лекарства. Осмият се използва и при производството на синтетичен амоняк според Haber-Rosennell.

В електротехниката платиновите метали обикновено се използват под формата на сплави. Ето един далеч не пълен списък на части от електрически устройства, които използват платинени сплави: игли за изгаряне, инструменти за електрически измервания, електроди (катоди и антикатоди за рентгенови тръби), проводници и ленти за съпротивление на електрически пещи, магнито контакти (автомобили, двигатели с вътрешно горене), контактни точки (телеграфия, телефония), гръмоотводни накрайници и др.

В електрохимията платината се използва в производството на различни електролитни продукти. Медицината и стоматологията са сред най-старите потребители на платина. Също така отбелязваме използването на платина за хирургия под формата на накрайници за устройства, използвани за каутеризация, спринцовки за инжектиране и инфузия и др.

Бижутерското изкуство заема водеща позиция като потребител на платина под формата на сплави. Платинените скъпоценни камъни осигуряват по-добър блясък и по-чиста вода в сравнение с други благородни метали.

И накрая, под формата на соли, платината и нейните спътници са необходими за фотографията, за производството на лекарства (родиеви и рутениеви соли) и за приготвянето на порцеланови бои (родий, иридий - черна боя, паладий - сребро).

Платината се използва и във военни приложения, например за производството на контакти, използвани за предизвикване на детонация при експлозия на мини и др.

Приложение на платина

Добив на платина

Първото място в световния добив на платина принадлежи на региона Онтарио в Канада. Тук през 1856 г. са открити големи находища на медно-никелови руди Съдбъри, които съдържат платина наред със злато и сребро.

Преди Първата световна война канадската платина не привлича вниманието и практическият интерес към нея възниква едва през 1919 г., когато в резултат на гражданската война в Урал производството на руска платина рязко спада и световният пазар започва да чувстват голям недостиг на този ценен метал. От 1919 г. утайката от медно-никеловото производство в Съдбъри е била подложена на щателна обработка с цел извличане на метали от групата на платината, особено след като цената на свързания добив на платина и нейните сателити е много ниска.

Русия е на второ място в света по добив на платина. В Колумбия се добиват значителни количества платина. Други страни производителки на платина включват Етиопия и Конго. Платината, извлечена директно от недрата, както и платината, получена от руди, се подлагат на специална обработка или рафиниране. Рафинирането се състои от обичайните процеси, използвани в малък мащаб в практиката на аналитичните лаборатории - разтваряне, изпаряване, филтриране, утаяване и др. В резултат на тези операции се получава чиста платина и отделно нейните сателити.

Добив на платина

Депозити на платина в Русия

Основната платиноносна провинция на Урал е западната зона на дълбоко разположени магмени скали, които могат да бъдат проследени непрекъснато в продължение на 300 км в района на Среден Урал. Отлаганията на платина в тази зона са свързани главно с магмени скали. По време на изветрянето и разрушаването на тези скали и когато продуктите от изветряне се отмиват от реките, се образуват чисти платинени разсипи, които са изключителна характеристика на Урал и осигуряват по-голямата част от платината, добита досега.

В района на източната зона на дълбоки магмени скали има редица по-малко ценни находища на платина. Тук се среща платина заедно със злато и иридиев осмид. Поради разрушаването и ерозията на тези скали се образуват смесени златно-платинени и златно-осмисто-иридиево-платинени разсипи, които са по-малко ценни от гледна точка на добива на платина, която тук е само добавка към златото.

Уралска платина преди войната от 1914-1918 г. заема първо място на световния пазар. През първата половина на 19в. (от 1828 до 1839 г.) в Русия монетите са сечени от уралска платина. Сеченето на такава монета обаче беше спряно поради нестабилността на обменния курс на платината и вноса на фалшиви монети в Русия.

Въпреки факта, че в Русия рафинирането на платина започна веднага след откриването на платинени находища в Урал. Преди революцията количеството платина, обработвана у нас, е само 10-13% от добивания метал. По-голямата част от необработената платина и полупродуктите от рафинирането са изнесени в чужбина.

В Москва има рафинерия от повече от 100 години, където се занимават с механична обработка на рафинирана платина и сплави. Произвежда също коване, валцуване, теглене на тел, химическо стъкло, електродни решетки, контакти, пирометри, електрически нагреватели и други продукти.

Московска рафинерия

Платина, платина, Pt (78)

Платината (английски Platinum, френски Platine, немски Platin) вероятно е била известна в древността. Първото описание на платината като силно огнеустойчив метал, който може да се разтопи само с помощта на „испанското изкуство“, е направено от италианския лекар Скалингер през 1557 г. Очевидно тогава металът е получил името си „платина“. .” Отразява пренебрежително отношение към метала, като към нещо малко полезно и не подлежи на обработка. Думата "платина" идва от испанското наименование на среброто - пластина (Plata) и е умалителна форма на тази дума, която на руски звучи като сребро, сребро (според Менделеев - сребро). Интересно е да се отбележи, че думата платина е в съзвучие с руската „плата“ (плащане, плащане и т.н.) и е близка до нея по смисъл. През 17 век платината е наречена Platina del Pinto, защото е добивана от златния пясък на река Пинто в Южна Америка; имаше друго име от този вид - Платина дел Тинто от река Рио дел Тинто в Андалусия. Платината е описана по-подробно през 1748 г. от де Валоа, испански математик, навигатор и търговец. Започвайки от втората половина на 18 век. Много аналитични химици и технолози, включително учени от Академията на науките в Санкт Петербург, се заинтересуваха от платината, нейните свойства, методи на обработка и използване. Най-важната работа в тази област през първата половина на 19 век е създаването на методи за производство на ковка платина (Соболевски, Уоластон и др.), Откриването на някои от нейните съединения (Мусин-Пушкин и др.) и платината група метали.

– безкраен набор от всички обекти и системи, съжителстващи в света, съвкупността от техните свойства и връзки, отношения и форми на движение. Тя включва не само непосредствено наблюдаеми обекти и тела на природата, но и всички онези, които не са дадени на човека в неговите сетива.

Неразделно свойство на материята е движението. Движението на материята представлява всички промени, които се случват с материалните обекти в резултат на техните взаимодействия. В природата се наблюдават различни видове движение на материята: механично, вибрационно и вълново, топлинно движение на атоми и молекули, равновесни и неравновесни процеси, радиоактивен разпад, химични и ядрени реакции, развитие на живите организми и биосферата.

На съвременния етап от развитието на естествознанието изследователите разграничават следните видове материя: материя, физическо поле и физически вакуум.

веществопредставлява основният тип материя с маса в покой. Материалните обекти включват: елементарни частици, атоми, молекули и множество материални обекти, образувани от тях. Свойствата на веществото зависят от външните условия и интензивността на взаимодействието на атомите и молекулите, което определя различните състояния на агрегация на веществата.

Физическо полее специален вид материя, която осигурява физическото взаимодействие на материалните обекти и техните системи. Изследователите включват физически полета: електромагнитни и гравитационни полета, полето на ядрените сили, вълнови полета, съответстващи на различни частици. Източникът на физическите полета са частиците.

Физически вакууме най-ниското енергийно състояние на квантовото поле. Този термин е въведен в квантовата теория на полето, за да обясни определени процеси. Средният брой частици - кванти на полето - във вакуум е нула, но в него могат да се родят частици в междинни състояния, които съществуват за кратко време.

Когато описват материалните системи, те използват корпускулярно (от лат. корпускулум– частица) и континуум (от лат. континуум– непрекъсната) теория. Континуумтеорията разглежда повтарящи се непрекъснати процеси, колебания, които се случват в близост до определена средна позиция. Когато вибрациите се разпространяват в среда, възникват вълни. Теорията на трептенията е област от физиката, която изучава тези модели. Така теорията на континуума описва вълнови процеси. Наред с описанието на вълната (континуума) широко се използва понятието частица - корпускула. От гледна точка континуумконцепцията, цялата материя се разглежда като форма на поле, равномерно разпределено в пространството, и след случайно смущение на полето се появяват вълни, тоест частици с различни свойства. Взаимодействието на тези образувания доведе до появата на атоми, молекули, макротела, които образуват макрокосмоса. Въз основа на този критерий се разграничават следните нива на материята: микросвят, макросвят и мегасвят.

Микрокосмосът е област от изключително малки, директно ненаблюдаеми материални микрообекти, чийто размер се изчислява в диапазона от 10 -8 до 10 -16 cm, а продължителността на живота е от безкрайност до 10 -24 s. Това е светът от атомите до елементарните частици. Всички те имат както вълнови, така и корпускулярни свойства.

Макросвят– светът на материалните обекти, съизмерими по мащаб с човек. На това ниво пространствените величини се измерват от милиметри до километри, а времето – от секунди до години. Макросветът е представен от макромолекули, вещества в различни агрегатни състояния, живи организми, хора и продукти от тяхната дейност.

Мегасвят– сфера с огромни космически мащаби и скорости, разстоянието в което се измерва в астрономически единици (1 AU = 8,3 светлинни минути), светлинни години (1 светлинна година = 10 трилиона км) и парсеци (1 pc = 30 трилиона км), и Животът на космическите обекти е милиони и милиарди години. Това ниво включва най-големите материални обекти: планети и техните системи, звезди, галактики и техните купове, които образуват метагалактики.

Класификация на елементарните частици

Елементарните частици са основните структурни елементи на микросвета. Елементарните частици могат да бъдат композитен(протон, неутрон) и некомпозитен(електрон, неутрино, фотон). Към днешна дата са открити повече от 400 частици и техните античастици. Някои елементарни частици имат необичайни свойства. Така дълго време се смяташе, че частицата неутрино няма маса в покой. През 30-те години ХХ век При изследване на бета-разпадането беше открито, че разпределението на енергията на електроните, излъчвани от радиоактивните ядра, се извършва непрекъснато. От това следва, че или законът за запазване на енергията не е изпълнен, или в допълнение към електроните се излъчват трудни за откриване частици, подобни на фотони с нулева маса на покой, които отнемат част от енергията. Учените предполагат, че това е неутрино. Въпреки това е възможно експериментално да се открият неутрино едва през 1956 г. в огромни подземни инсталации. Трудността при откриването на тези частици се крие във факта, че улавянето на частици неутрино се случва изключително рядко поради високата им проникваща способност. По време на експериментите беше установено, че масата на покой на неутриното не е равна на нула, въпреки че не се различава много от нулата. Античастиците също имат интересни свойства. Те имат много от същите характеристики като техните събратя на частици (маса, въртене, живот и т.н.), но се различават от тях по знаците на електрическия заряд или други характеристики.

През 1928 г. P. Dirac прогнозира съществуването на античастицата на електрона, позитронът, който беше открит четири години по-късно от C. Anderson като част от космическите лъчи. Електронът и позитронът не са единствената двойка частици близнаци; всички елементарни частици, с изключение на неутралните, имат свои собствени античастици. Когато частица и античастица се сблъскат, те анихилират (от лат. анихилация- превръщане в нищо) - превръщането на елементарни частици и античастици в други частици, чийто брой и вид се определят от законите за запазване. Например, в резултат на анихилация на двойка електрон-позитрон се раждат фотони. Броят на откритите елементарни частици нараства с времето. В същото време продължава търсенето на фундаментални частици, които биха могли да бъдат градивните елементи за изграждането на известни частици. Хипотезата за съществуването на частици от този вид, наречени кварки, е изложена през 1964 г. от американския физик М. Гел-Ман (Нобелова награда за 1969 г.).

Елементарните частици имат голям брой характеристики. Една от отличителните черти на кварките е, че имат частичен електрически заряд. Кварките могат да бъдат свързани един с друг по двойки и тройки. Образува се комбинация от три кварка бариони(протони и неутрони). Кварките не са наблюдавани в свободно състояние. Кварковият модел обаче направи възможно определянето на квантовите числа на много елементарни частици.

Елементарните частици се класифицират по следните критерии: маса на частицата, електрически заряд, вид физическо взаимодействие, в което участват елементарните частици, време на живот на частицата, спин и др.

В зависимост от масата на покой на частицата (нейната маса на покой, която се определя по отношение на масата на покой на електрона, който се счита за най-лекият от всички частици с маса), се разграничават:

снимки– частици, които нямат маса на покой и се движат със скоростта на светлината);

лептос– светлина) – леки частици (електрон и неутрино);

mesos– среда) – средни частици с маса от една до хиляда електронни маси (пи-мезон, ка-мезон и др.);

барис– тежки) – тежки частици с маса повече от хиляда пъти масата на електрона (протони, неутрони и др.).

В зависимост от електрическия заряд има:

Има частици с дробни заряди - кварки.Като се има предвид вида на фундаменталното взаимодействие, в което участват частиците, те включват:

адрос– големи, силни), участващи в електромагнитни, силни и слаби взаимодействия;

– носители на силно взаимодействие; междинните векторни бозони са носители на слабото взаимодействие).

Въз основа на техния живот частиците се делят на стабилни, квазистабилни и нестабилни. Повечето елементарни частици са нестабилни, времето им на живот е 10 -10 -10 -24 s. Стабилните частици не се разпадат дълго време. Те могат да съществуват от безкрайност до 10 -10 s. Стабилни частици се считат за фотон, неутрино, протон и електрон. Квазистабилните частици се разпадат в резултат на електромагнитни и слаби взаимодействия, иначе наречени резонанси. Продължителността на живота им е 10 -24 -10 -26 s.

Повечето хора могат лесно да назоват трите класически състояния на материята: течност, твърдо вещество и газ. Тези с дори най-малък интерес към физиката ще добавят плазмата към този списък. Но всъщност днес учените значително разшириха списъка с възможни състояния на материята. Днес има поне десет от тях.

1. Аморфни тела

Аморфните твърди вещества са необичайна подгрупа на известното твърдо състояние на материята. В нормален твърд обект молекулите са силно организирани и не могат да се движат свободно. Това придава на твърдото вещество висок вискозитет, който е мярка за устойчивост. В течността, напротив, молекулярната структура е дезорганизирана, което позволява на молекулите да се движат свободно и течността да приеме формата на съда, в който се излива.

Аморфното твърдо вещество е по средата между тези две състояния на материята. По време на процес, известен като витрификация, течността се охлажда и нейният вискозитет се увеличава до степен, че вече не тече като течност, но нейните молекули остават неподредени и не образуват кристална структура като нормално твърдо вещество. Най-често срещаният пример за аморфно твърдо вещество е стъклото.

2. Суперкритични флуиди

Повечето фазови преходи от едно състояние в друго се случват при определена температура и налягане. Общоизвестно е, че повишаването на температурата в крайна сметка превръща течността в газ. Въпреки това, когато налягането нараства с температурата, течността вместо това става суперкритична, която има свойствата както на газ, така и на течност. Например, свръхкритичните течности могат да преминават през твърди вещества като газ, но също така могат да действат като разтворител като течност. Интересното е, че свръхкритичната течност може да има повечето от свойствата на газ или течност, в зависимост от комбинацията от налягане и температура.

3. Изродена материя

Аморфни твърди вещества съществуват дори на планетата Земя, но изродена материя може да съществува само в определени видове звезди. Такава материя съществува, когато нейната форма и стабилност не се диктуват от температурата, както на Земята, а от сложни квантови принципи като принципа на изключване на Паули. Поради това формата на изроденото вещество ще се запази дори ако температурата на веществото падне до абсолютната нула.

Известни са два основни типа изродена материя: електронно-изродена материя и неутронно-изродена материя. Електронно изродена материя съществува главно в звезди бели джуджета, при условие че масата на звездата е 1,44 пъти по-малка от масата на нашето Слънце. Ако една звезда е по-масивна от тази граница (известна като границата на Чандрасекар), тя просто ще колабира в неутронна звезда или черна дупка. А в черна дупка материята се трансформира в неутронно изродена форма. Свободните неутрони (несвързани в атомното ядро) обикновено имат период на полуразпад от 10,3 минути, а в ядрото на неутронна звезда неутроните съществуват извън ядрото, образувайки неутронно-дегенерирана материя.

4. Свръхтечно вещество

От далечни звезди, нека се върнем на Земята, за да обсъдим свръхфлуидността. Свръхтечност е състояние на материята, което съществува, когато някои изотопи на хелий, рубидий и литий се охладят почти до абсолютната нула. Най-често срещаният е свръхтечният течен хелий. Когато хелият се охлади до така наречената ламбда "точка" - 2,17 градуса по Келвин, тогава част от течността става свръхфлуидна. В този случай атомите на хелия взаимодействат помежду си, така че той може да остане течен до абсолютната нула.

Освен това веществото в това състояние има много странни свойства. Свръхтечна течност, поставена в епруветка, започва да пълзи нагоре по стените на епруветката, привидно противопоставяйки се на законите на гравитацията и повърхностното напрежение. В същото време е невероятно трудно да се задържи течен хелий, тъй като той прониква през най-малките пори. Например, от стандартен термос, той ще „мистериозно изчезне“ буквално за няколко минути.

5. Кондензат на Бозе-Айнщайн

Кондензатите на Бозе-Айнщайн са може би една от най-неизследваните и трудни за разбиране форми на материята. Първо, трябва да разберете какво представляват бозоните и фермионите. Фермионите са частици с полуцяло спин, като кварки и лептони. Тези частици се подчиняват на принципа на Паули, с помощта на който се образува електронно изродена материя.

Бозонът е частица с целочислена спинова стойност и няколко бозона могат да приемат едно и също квантово състояние. Бозоните включват всички частици със заряд на енергия (например фотони). През 20-те години на миналия век Алберт Айнщайн, базирайки се на работата на индийския физик Бозе, предложи съществуването на нова форма на материя, базирана на бозони, охладени до температури, близки до абсолютната нула. (по-малко от една милионна от градуса над абсолютната нула).

Кондензатите на Бозе-Айнщайн са много подобни на суперфлуидите, но имат свои собствени уникални свойства. Най-шокиращото е, че BEC може да намали скоростта на светлината от нормалната й скорост от 300 000 метра в секунда. През 1998 г. изследователят от Харвард Лене Хау успя да забави светлината до само 60 километра в час, като изстреля лазерен лъч през проба BEC с форма на пура. В по-късен експеримент екипът на Хоу успява напълно да спре светлината в BEC.

6. Метал на Ян-Телер

Изследователите успяха да създадат успешно такова вещество едва през 2015 г. Ако техните експерименти бъдат потвърдени от други лаборатории, това може да промени света, тъй като металите на Ян-Телер имат свойствата и на изолатор, и на свръхпроводник едновременно. В метала, който е кръстен на ефекта на Ян-Телер, налягането може да трансформира геометричната форма на молекулите в нови електронни конфигурации. Просто казано, полученото вещество може лесно да промени състоянието си в проводник, изолатор, метал и магнитен материал. Свойствата на такъв материал варират в зависимост от разстоянието между атомите в кристалната решетка. Разстоянието се променя с помощта на натиск, но не обикновен механичен, а химически.

7. Фотонна материя

В продължение на много десетилетия се смяташе, че фотоните са безмасови частици, които не взаимодействат помежду си. През последните няколко години обаче изследователите откриха нови начини да придадат на светлината маса и дори създадоха „леки молекули“, които се отразяват една от друга и образуват връзки една с друга. По същество това е първата стъпка към създаването на светлинен меч от Междузвездни войни.

8. Нарушена хиперхомогенност

Когато се опитват да трансформират дадено вещество в ново състояние на материята, учените разглеждат структурата на веществото, както и неговите свойства. През 2003 г. Салваторе Торкуато и Франк Стилингер от Принстънския университет предложиха ново състояние на материята, наречено неподредена хиперхомогенност. Най-интересното е, че те откриха ново състояние на материята след внимателно изследване на кокоше око.

Оказа се, че клетките в ретината на кокошето око са разположени хаотично, но равномерно. Вещество в такова състояние проявява свойствата на течност и кристал едновременно. Изглежда, че това е възможно само в състояние на плазма, но природата се оказа по-хитра. Предполага се, че подобно откритие може да помогне за разработването на принципно иновативни устройства за предаване на светлина.

9. Струнно-мрежова течност

Какво е състоянието на материята във вакуума на космоса? Повечето хора не са се замисляли много върху този въпрос, но през последното десетилетие учените от Масачузетския технологичен институт Сяо Ган-Вен Джиабао и Майкъл Ливайн от Харвард предложиха хипотетично ново състояние на материята, което може да съдържа ключа към откриването на фундаментални частици, по-малки от електрон.

Още в средата на 90-те години група учени обявиха възможността за съществуването на така наречените „квазичастици“, тъй като по време на експеримента електроните преминават между два полупроводника. Това предизвика голямо вълнение, тъй като квазичастиците действаха така, сякаш имат частичен заряд, което се смяташе за невъзможно във физиката. Въз основа на тези данни екипът предположи, че електронът не е фундаментална частица на Вселената и че има по-фундаментални частици, които хората все още не са открили. Работата им печели Нобелова награда, но по-късно се установява, че резултатите са причинени от грешка в експеримента.

Идеята за "квази-частиците" беше опровергана. Но някои изследователи не са го изоставили напълно. Уен Джиабао и Левин продължиха работата си върху "квази-частиците" и предложиха съществуването на ново състояние на материята, известно като флуид на струни, чието основно свойство е квантовото заплитане. В своите документи Уен Джиабао и Левин заявяват, че пространството е изпълнено със струнови мрежи от заплетени субатомни частици.

10. Кварк-глюонна плазма

Първоначално Вселената е била в напълно различно състояние на материята от това, което е сега. Смята се, че в природата няма свободни кварки, но веднага след Големия взрив свободни кварки и глуони съществуват за милисекунда. През това време температурата на Вселената е била толкова висока, че кварките и глуоните са взаимодействали помежду си.

През този период от време Вселената се състои изцяло от гореща кварк-глюонна плазма. Кварк-глюонната плазма е състояние на материята, при което освободените цветни кварки и глуони образуват непрекъсната среда (хромоплазма) и могат също да се разпространяват в нея като квазисвободни частици. Възниква така наречената „цветна проводимост“, която е подобна на електрическата проводимост, която се среща в обикновената електронно-йонна плазма.

Едно от последните открития е стоманата в съзвездието Лебед.

Обектите на изследване на физическата наука са материята, нейните свойства и структурни форми, които изграждат света около нас. Според концепциите на съвременната физика Има два вида материя: вещество и поле. Веществото е вид материя, състояща се от фундаментални частици, които имат маса. Най-малката частица от веществото, която притежава всички негови свойства - молекула - се състои от атоми. Например водната молекула се състои от два водородни атома и един кислороден атом. От какво са направени атомите? Всеки атом се състои от положително заредено ядро ​​и отрицателно заредени електрони, движещи се около него (фиг. 21.1).

Размер на електрона до

От своя страна ядрата се състоят от протони и неутрони.

Можете да зададете следния въпрос. От какво са направени протоните и неутроните? Отговорът е известен – от кварките. Какво ще кажете за електрона? Съвременните средства за изследване на структурата на частиците не позволяват да се отговори на този въпрос.

Полето като физическа реалност (т.е. вид материя) е въведено за първи път от М. Фарадей. Той предположи, че взаимодействието между физическите тела се осъществява чрез специален вид материя, която се нарича поле.

Всяко физическо поле осигурява определен вид взаимодействие между частиците на материята. Среща се в природата четири основни типа взаимодействие: електромагнитно, гравитационно, силно и слабо.

Между заредените частици се наблюдава електромагнитно взаимодействие. В този случай е възможно привличане и отблъскване.

Гравитационното взаимодействие, чиято основна проява е законът за всемирното привличане, се изразява в привличането на телата.

Силната сила е взаимодействието между адроните. Радиусът му на действие е от порядъка на m, т.е. от порядъка на размера на атомното ядро.

И накрая, последното взаимодействие е слабото взаимодействие, чрез което такава неуловима частица като неутриното реагира с материята. Докато лети през космическото пространство, сблъсква се със Земята, тя я пронизва направо. Пример за процес, при който се проявява слабото взаимодействие, е бета-разпадът на неутрон.

Всички полета имат маса равна на нула. Характеристика на полето е неговата пропускливост за други полета и вещества. Полето се подчинява на принципа на суперпозицията. Еднотипни полета, когато се наслагват, могат да се усилват или отслабват взаимно, което е невъзможно за материята.

Класическите частици (материални точки) и непрекъснатите физически полета са елементите, от които е съставена физическата картина на света в класическата теория. Такава двойна картина на структурата на материята обаче се оказа краткотрайна: материята и полето се комбинират в една концепция за квантово поле. Всяка частица вече е квант на полето, специално състояние на полето. В квантовата теория на полето няма фундаментална разлика между вакуум и частица; разликата между тях е разликата между две състояния на една и съща физическа реалност. Квантовата теория на полето ясно показва защо пространството е невъзможно без материя: „празнотата“ е просто специално състояние на материята, а пространството е форма на съществуване на материята.

Така разделянето на материята на поле и субстанция като два вида материя е условно и оправдано в рамките на класическата физика.