任何分子都在不停地運(yùn)動(dòng)著，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，一定條件下物質(zhì)會(huì)相對(duì)穩(wěn)定地處于某種狀態(tài)，表現(xiàn)出某些特殊性質(zhì)，這就是所謂的物質(zhì)的“態(tài)”。在日常生活中，我們接觸的主要是固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)，通常分別稱之為物質(zhì)第一態(tài)、第二態(tài)和第三態(tài)。眾所周知，當(dāng)溫度變化時(shí)，固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)可以相互轉(zhuǎn)化。正是這些變化，使我們的生活五彩斑斕。然而除了這3種狀態(tài)，物質(zhì)還有沒(méi)有別的狀態(tài)呢?隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)物質(zhì)還有許多新的態(tài)。
一、等離子態(tài)
大家知道，原子是由原子核和電子組成的，通常情況下電子都圍繞著原子核旋轉(zhuǎn)。如果溫度一直上升，當(dāng)溫度上升到幾千度甚至幾百萬(wàn)度，氣態(tài)物質(zhì)中的電子可以擺脫原子核的吸引，于是帶負(fù)電的電子開(kāi)始自由自在地游逛，而原子也成為帶正電的離子，這時(shí)物質(zhì)變成了電子和陽(yáng)離子的混合物，其整個(gè)系統(tǒng)為中性。科學(xué)家把電離化的氣體，叫做“等離子態(tài)”。除了高溫以外，用強(qiáng)大的紫外線、X射線和丙種射線來(lái)照射氣體，也可以便氣體轉(zhuǎn)變成等離子態(tài)。
也許你感到這種等離子態(tài)很稀罕吧！科學(xué)研究表明，宇宙中99.9％的物質(zhì)是以等離子態(tài)存在著的。因?yàn)橛钪嬷写蟛糠值陌l(fā)光的星球，它們內(nèi)部的溫度和壓力都高極了，這些星球內(nèi)部的物質(zhì)幾乎都處在等離子態(tài)。地球上也有等離子體：高空的電離層、閃電、極光等等。日光燈、水銀燈里的電離氣體則是人造的等離子體。生活中最容易觀察到的等離子態(tài)就是火焰。
二、超固態(tài)
如果我們不停的給物質(zhì)加壓，在幾百吉帕壓強(qiáng)的壓力下，原子中電子就被壓縮到與原子核緊密地?cái)D在一起，不但原子之間的空隙被壓得消失了，就是原子外圍的電子層也都被壓碎了，所有的原子核和電子都緊緊地?cái)D在一起，這時(shí)候物質(zhì)里面就不再有什么空隙，這樣的物質(zhì)，科學(xué)家把它叫做“超固態(tài)”(super solid state)。由于電子全部被“擠出”原子，形成電子氣體，裸露的原子核緊密地排列，物質(zhì)密度極大。其密度大致是水的三千六百萬(wàn)倍到幾億倍。一塊乒乓球大小的超固態(tài)物質(zhì)，其質(zhì)量至少在1000噸以上。
超固態(tài)狀態(tài)下的物質(zhì)為一種晶體固態(tài)，但能像滑潤(rùn)的、無(wú)粘性的液體那樣流動(dòng)。天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)在離地球很遠(yuǎn)的大空中，有一種密度很大的白矮星，其內(nèi)部也應(yīng)該充滿著“超固態(tài)”物質(zhì)。在我們居住著的地球的中心，那里的壓力達(dá)到350吉帕左右，那里的物質(zhì)應(yīng)該以超固態(tài)的形式存在。
三、中子態(tài)
假如在超固態(tài)物質(zhì)上再加上更加巨大的壓力，那么原來(lái)已經(jīng)擠得的原子核和電子，就不可能再緊了，這時(shí)候原子核將遭到破壞，從里面放出質(zhì)子和中子。從原子核里放出的質(zhì)子，在極大的壓力下會(huì)和電子結(jié)合成為中子。這樣一來(lái)，物質(zhì)的構(gòu)造發(fā)生了根本的變化，原來(lái)是原子核和電子，現(xiàn)在卻都變成了中子。這樣的狀態(tài)，叫做“中子態(tài)”。
這種形態(tài)大部分存于一種叫“中子星”的星體中。中等質(zhì)量（1.44～2倍太陽(yáng)質(zhì)量）的恒星發(fā)展到后期階段晚年發(fā)生收縮而造成的“中子星”，在宇宙中，估計(jì)只有少數(shù)的恒星，才具有這種形態(tài)的物質(zhì)。中子態(tài)物質(zhì)的密度更是嚇人，它比超固態(tài)物質(zhì)還要大十多萬(wàn)倍呢！一艘萬(wàn)噸的輪船上只能裝芝麻粒大的一點(diǎn)中子態(tài)物質(zhì)。一個(gè)火柴盒那么大的中子態(tài)物質(zhì)，重30億噸，要有960000多臺(tái)重型火車頭才能拉動(dòng)它！
四、超導(dǎo)態(tài)
如果我們不停的給物質(zhì)降溫，在一定的臨界溫度下失去電阻，因?yàn)槌瑢?dǎo)體擁有零電阻的物質(zhì)，所以可以有完美的導(dǎo)電性。超導(dǎo)態(tài)是一些物質(zhì)在超低溫下出現(xiàn)的特殊物態(tài)。當(dāng)它處在外加磁場(chǎng)中，會(huì)對(duì)磁場(chǎng)產(chǎn)生的微弱排斥力，這種現(xiàn)象稱為邁斯納效應(yīng)或者完美的抗磁性。超導(dǎo)磁鐵在核磁共振成像機(jī)中用作電磁鐵。超導(dǎo)現(xiàn)象是在1911年發(fā)現(xiàn)，在往后的時(shí)間只知部分金屬和合金在絕對(duì)溫標(biāo)30K之下?lián)碛羞@種特性。直到1986年，在一些陶瓷的氧化物中發(fā)現(xiàn)一種名為高溫超導(dǎo)電性的特質(zhì)，而這種物態(tài)出現(xiàn)的溫度已提高到絕對(duì)溫度164K。
五、超流態(tài)
當(dāng)接近絕對(duì)零度時(shí)，部分液體會(huì)轉(zhuǎn)變成另一種的液體狀態(tài)名為超流態(tài)，它的特點(diǎn)是黏度值是零（有無(wú)限的流動(dòng)性）。如果將超流體放置于環(huán)狀的容器中，由于沒(méi)有摩擦力，當(dāng)容器中的超流體被攪拌后，它將永久地保持旋渦形狀，永無(wú)止盡地流動(dòng)。它能以零阻力通過(guò)微管，甚至可以沿著容器的一邊向上蔓延并高出容器的頂端向上“滴”出而逃逸。這是在普通液體中無(wú)法看到的現(xiàn)象，研究人員利用氦—4和氦—3首次發(fā)現(xiàn)兩種超流體，此時(shí)，氦氣可以在容器中不斷流動(dòng)，并可對(duì)抗地心吸力。液氦在極低溫下也會(huì)形成一種完全無(wú)摩擦的流體。
六、液晶態(tài)
液晶態(tài)是物質(zhì)的一種存在形態(tài)，擁有液體的流動(dòng)性和晶體有序排列的特征，是一種在一定溫度范圍內(nèi)呈現(xiàn)既不同于固態(tài)、液態(tài)，又不同于氣態(tài)的特殊物質(zhì)態(tài)。對(duì)液晶態(tài)的了解要追溯到1888年，奧地利植物學(xué)家Reinitzer觀察到膽甾醇酯具有雙熔點(diǎn)現(xiàn)象。隨后德國(guó)的物理學(xué)家Lehmann觀察到，這種物質(zhì)到145.5℃變成霧狀液體，到178.5℃完全透明。降溫出現(xiàn)藍(lán)色，然后變濁，繼續(xù)降溫變成紫色，最后變成白色固體。
由于液晶態(tài)物質(zhì)特殊的微觀結(jié)構(gòu)，因而呈現(xiàn)出許多奇妙的性質(zhì)，如光學(xué)透射率、反射率、顏色等性能對(duì)外界的力、熱、聲、電、光、磁等物理環(huán)境的變化十分敏感。“液晶”這種材料屬于有機(jī)化合物，迄今人工合成的液晶已達(dá)5000多種。“液晶”現(xiàn)在對(duì)我們已不陌生，它在電子表、計(jì)算器、手機(jī)、傳呼機(jī)、微型電腦和電視機(jī)等的文字和圖形顯示上得到了廣泛地應(yīng)用。
七、玻璃態(tài)
普通玻璃是固體么？也許你會(huì)說(shuō)，當(dāng)然是固體。其實(shí)，它不是處于固態(tài)(結(jié)晶態(tài))。嚴(yán)格地說(shuō)，玻璃可以看作一種極粘稠的液體。你可以做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，將玻璃放在火中加熱，隨著溫度的逐漸升高，它先變軟，然后逐步地熔化。也就是說(shuō)玻璃沒(méi)有一個(gè)固定的熔點(diǎn)。除普通玻璃外，玻璃態(tài)的固體還很多。它們?nèi)劢鈺r(shí)無(wú)明顯的熔點(diǎn)，只是隨溫度的升高而逐漸軟化，粘滯性減小，并逐漸過(guò)渡到液態(tài)。因此玻璃態(tài)也可以看成是保持液體結(jié)構(gòu)的固體狀態(tài)，與固態(tài)相比，它更像一種極端粘滯、呈現(xiàn)固態(tài)的液體。或者說(shuō)，玻璃態(tài)是凍結(jié)的深過(guò)冷液體。
令人驚訝的是，水也有玻璃態(tài)。玻璃態(tài)水是是一種冷的液態(tài)，即液態(tài)水在攝氏零度以下不結(jié)冰而保持液態(tài)。如果把水快速冷卻，液態(tài)的水大約在165K就可以轉(zhuǎn)變成玻璃態(tài)。水的玻璃態(tài)密度與液態(tài)密度相同。玻璃態(tài)的水和冰不一樣，它無(wú)固定的形狀，不存在晶體結(jié)構(gòu)。玻璃態(tài)水可能在宇宙中具有主導(dǎo)地位，太空中的水蒸氣在星際塵埃等物體的冰冷表面上形成玻璃態(tài)水，因此水的玻璃態(tài)研究，不僅具有現(xiàn)實(shí)的意義，而且對(duì)熱沒(méi)時(shí)間哦其他行星上的生命理論等均有幫助。
八、反物質(zhì)態(tài)
1930年，英國(guó)物理學(xué)家狄拉克用數(shù)學(xué)方法描述電子運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，發(fā)現(xiàn)電子的電荷可以是負(fù)電荷，也可以是正電荷的。因此他猜想，在自然界中可能存在“反常的”帶正電荷的電子。兩年后，美國(guó)物理學(xué)家安德森在研究太空宇宙線時(shí)，果然發(fā)現(xiàn)了與電子質(zhì)量相等，電荷數(shù)量相同，但電荷性質(zhì)相反的粒子。這正好與狄拉克預(yù)言一致，安德森將其稱為正電子。不過(guò)正電子不能穩(wěn)定存在，它剛出現(xiàn)不久就會(huì)與鄰近電子碰撞結(jié)合成光子，這就是“湮滅”現(xiàn)象。
就像正電子是負(fù)電子的反狀態(tài)，反物質(zhì)是正常物質(zhì)的反狀態(tài)。正電子、負(fù)質(zhì)子都是反粒子，它們跟通常所說(shuō)的電子、質(zhì)子相比較，質(zhì)量相等但電性相反。反物質(zhì)和物質(zhì)一旦相遇，就相互吸引、碰撞而100%轉(zhuǎn)化為光并釋放出的巨大的能量，這個(gè)過(guò)程叫做湮滅。湮滅過(guò)程會(huì)釋放出正、反物質(zhì)中蘊(yùn)涵的所有靜質(zhì)量能，能量釋放率要遠(yuǎn)高于氫彈爆炸。
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