Esqueça sólido, líquido e gasoso: cientistas dizem que existem 500 estados da matéria

Por , em 24.12.2012

Docente do Perimeter Institute Xiao-Gang Wen, que revelou a reclassificação moderna dos estados da matéria, ao lado de uma concepção artística de uma rede de luz e elétrons, um tipo teórico de matéria topologicamente ordenada

Durante muito tempo acreditamos que havia apenas três estados físicos da matéria (sólido, líquido e gasoso) e mesmo décadas de estudos não aumentaram muito essa lista. Contudo, um novo sistema de classificação, baseado em mecânica quântica, abriga mais de 500 estados físicos.

Normalmente, físicos usam o paradigma de Landau para classificar as fases da matéria, baseado na “simetria” dos átomos – como eles se movimentam na matéria estudada. No começo dos anos 1980, pesquisadores de física da matéria condensada (ramo dedicado ao estudo das propriedades físicas da matéria) começaram a investigar materiais com base em conceitos da física quântica e viram que o paradigma de Landau não dava conta de classificar sistemas diferentes que tinham a mesma simetria.

A equipe apontou que esses sistemas tinham uma “base” diferente: a ordem topológica, relacionada não a simetria, mas a propriedades quânticas. Um dos principais fenômenos envolvidos no sistema é o entrelaçamento quântico, em que duas ou mais partículas estão “ligadas” mesmo a distância, ao ponto de ações realizadas em uma imediatamente afetarem a(s) outra(s).

Apenas recentemente, contudo, os pesquisadores conseguiram organizar o sistema para classificar estados especiais (chamados “fases topológicas de simetria protegida”), usando conceitos matemáticos complexos. Com isso, eles deram à comunidade científica mais ferramentas para estudar materiais influenciados por fenômenos quânticos, que devem permitir grandes avanços nos próximos anos (em especial no que diz respeito a supercondutores e computadores quânticos).[ScienceDaily] [Perimeter Institute]

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17 comentários

  • Thiago Castanho:

    Gelatina é uma suspensão coloidal do tipo gel. Ela não possui um estado específico da matéria, o coloide gel é no qual partículas sólidas (de grandezas variando entre 1 a 1000 nm) estão dispersas em uma fase líquida. Nesse tipo de coloide as partículas formam uma complexa malha tridimensional, que mantém o dispersante em uma estrutura semirrígida. Dessa forma, ele passa a ter algumas propriedades macroscópicas parecidas com as dos sólidos, como a elasticidade e a manutenção do formato. Não se torna sólido, pois não possui retículo cristalino.

  • Sidney de Souza:

    Isso define a diarréia.

  • Júlio Cesar Tobias:

    Muito legal saber que finalmente foi provado isso, agora poderemos definir a gelatina 😀

    • José Pires Neto:

      Muito boa essa seo Júlio Cesar. Nota 10!

    • Júlio Cesar Tobias:

      Obrigado. 🙂

    • Rafael2:

      O piche também é estranho. Ao longo das décadas, ainda que exposto à temperatura ambiente, ele se liquefaz. A fonte é de um relato de experiência citada em um podcast chamado “Fronteiras da Ciência”, da UFRGS (RS).

    • Júlio Cesar Tobias:

      Pois é né, e isso já vem de tempo. Como pode nós termos sido “enganados” por tantos anos? A gelatina o piche o ovo frito e várias outras coisas concretas( Que não acho que seja o foco do estudo) não sólidas, liquidas ou gasosas.

    • Cesar Grossmann:

      Nah, gelatina é sólido, mantém forma e volume. Até derreter, quando então é líquido, mantém o volume mas não a forma.

      No fundo isto, para mim, é como discutir se um corpo orbitando uma estrela é um planeta ou não: uma questão de arbitrar critérios e classificar os corpos de acordo com os critérios.

      Os critérios tem que ser apropriados ao uso. Se for lidar com objetos macroscópicos, uma forma é classificar em sólidos, líquidos e gasosos simplesmente considerando se o corpo mantém a forma e o volume. Se mantém a forma e o volume, é sólido; se mantém o volume, mas adapta-se à forma do receptáculo, é líquido; se ocupa o volume e a forma do receptáculo, é gasoso.

      E o vidro não é líquido super-viscoso, mas sólido amorfo… Opa, de onde saiu esta história de “amorfo”?

      😉

    • Júlio Cesar Tobias:

      A gelatina é sólida e mesmo assim consigo deixar ela na forma que eu quiser. Para classificarmos as coisas, mesmo macroscópicamente, precisamos que sejam identicos, caso contrario se seguirmos a sua teoria, seriamos classificadamente “iguais” aos macacos.

    • Cesar Grossmann:

      Chumbo na temperatura ambiente também é sólido e mesmo assim eu consigo deixar ele na forma que eu quiser.

      Alumínio na temperatura ambiente também é…

      Dá para classificar os seres humanos como iguais aos macacos, basta optar por um critério em que eles sejam iguais. Perde-se algumas diferenças no caminho, mas ganha-se uma outra forma de agrupar homens e macacos.

      No fundo não existem estados físicos, não existem espécies de animais, não existem planetas e asteroides e cometas, no fundo o que existe é a natureza.

      Mas… a gelatina é assim, tão complicada de classificar?

    • Júlio Cesar Tobias:

      Poisé, acho que o objetivo não é classifica-los no que eles são iguais, mas no que são diferentes. Concordo com você em boa parte das afirmações, mas quando fala que não existem estados e etc. Acredito que a classificação é muito importante para os estados físicos, e dessa maneira ficou muito grosseira. Vamos usar o exemplo do macaco para comparar com a gelatina. Na classificação científica, humanos e macacos pertencem ao mesmo reino, ordem, gênero e etc. Mas se olharmos a espécie, que é a mais finas dessas divisões, eles estão separados. é aí que entra a gelatina kk Não consigo, não entra na minha cabeça como uma divisão tão simplória pode definir simples mente todo o material. Têm que existir a tal “espécie” da gelatina, para que ela não seja igual(como é classificada) ao concreto por exemplo. A partir do momento em que queremos que isso fique como está, todo o estudo fica sem sentido. Há anos isso já vinha sendo estudado para a “padronização” das matérias. Resumindo, minha opinião é que sólido, líquido e gasoso seriam como os reinos da classificação científica. O que esses pesquisadores fizeram( E espero que encontrem muito mais) é subdividir essas categorias. Ufa, ainda não consegui definir a gelatina.

    • Amadeus E:

      Em minha opinião, a gelatina é um objeto macroscopio quantico, ele está no estado sólido, liquido e gazoso ao mesmo tempo, por isso sofre tanta repercução! (ironia).

    • Júlio Cesar Tobias:

      (?)

      Sério isso? Temos então uma matéria onipresente? Um composto químico que pode ser 3, em mais de 500 :), ao mesmo tempo? Deveríamos adorar a gelatina ao invés de come-lá. Estou tentando acreditar que sua frase inteira foi irônica kk

    • Amadeus E:

      kk, por favor, foi pura ironioa, nada é onipresente, a não ser a gelatina, é claro. Mas sim, pura ironia! kk

  • Falcone Big:

    Se já não tivesse formado, acho que pela primeira vez iria precisar de cola!

  • Harley Eugênio Moura:

    agora nas provas ciências do 1º grau vai ter que citar os 500 estados da matéria!!! e os nomes respectivos das passagem de estado, do plasma para gasoso, etc. 🙂

    • Cesar Grossmann:

      Acho que não. Da mesma forma que quando se estuda a mecânica é a física newtoniana que é estudada, quando se estudar a matéria os 500 estados físicos da mesma só serão abordados quando a mecânica quântica for abordada.

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