Είναι το γυαλί υγρό ή στερεό;

Ένα από τα πιο επίμονα δημοφιλή ερωτήματα της φυσικής που σχετίζονται με τον αστικό μύθο είναι αν το γυαλί είναι υγρό ή στερεό. Η πρώτης τάξεως απάντηση είναι ότι είναι στερεό και δεν ρέει, ακόμη και με το πέρασμα των αιώνων. Η ιδέα ότι το γυαλί είναι υγρό προέρχεται από δύο πηγές: ότι τα παράθυρα της παλιάς εκκλησίας είναι παχύτερα στο κάτω μέρος από το επάνω μέρος και μια λανθασμένη ανάγνωση ενός παλιού βιβλίου φυσικής του Γερμανού φυσικού Gustav Tammann (1861-1938), που το αναφερόταν ως ένα «παγωμένο υπερψυγμένο υγρό». Ο μύθος παραλείπει το «παγωμένο» μέρος.

Κάπως πιο διακριτικά, το γυαλί είναι ένα μη συμβατικό στερεό, γνωστό ως άμορφο στερεό. Για τις περισσότερες υγρές ουσίες, η ψύξη έχει ως αποτέλεσμα κρυστάλλωση και μετάβαση πρώτης τάξης σε στερεή κατάσταση. Για τα άμορφα στερεά, αντί να κρυσταλλωθούν και να υποστούν μια μετάβαση πρώτης τάξης, το ιξώδες συνεχίζει να αυξάνεται και δεν εμφανίζεται κρυστάλλωση. Αυτός είναι και ο λόγος για τον οποίο είναι διαφανές — τα υλικά με ακανόνιστες ατομικές διατάξεις μεταδίδουν καλύτερα το φως. Αν και υπάρχει μια μετάπτωση δεύτερης τάξης στην οποία οι ιδιότητες του υλικού ενός γυαλιού αλλάζουν όταν στερεοποιείται, αυτό δεν είναι τόσο ουσιαστικό όσο η μετάπτωση πρώτης τάξης που βρίσκεται μεταξύ των περισσότερων άλλων ενώσεων.

Το γυαλί μπορεί να έχει μια σειρά από διαφορετικές ιδιότητες υλικού ανάλογα με το πόσο γρήγορα ψύχεται και την παρουσία ή την απουσία ιχνών ακαθαρσιών, οι οποίες μπορούν να δημιουργήσουν πυρήνες γύρω από τους οποίους συμβαίνει κρυστάλλωση. Αυτό είναι διαφορετικό από τα κλασικά στερεά, τα οποία έχουν τις ίδιες βασικές ιδιότητες υλικού ανεξάρτητα από το τι. Το γυαλί ορίζεται μερικές φορές ως ένα σύστημα που δεν βρίσκεται σε σημείο ισορροπίας – τεχνικά, θα μπορούσε να κρυσταλλωθεί ανά πάσα στιγμή, και αυτό μερικές φορές συμβαίνει σε υλικό με ακαθαρσίες. Μόνο ένα κρυσταλλικό στερεό θεωρείται ότι βρίσκεται σε ισορροπία.

Βασικά, αυτό που καταλήγει στο επιχείρημα είναι ότι το “στερεό” και το “υγρό” είναι απλώς ιδεαλιστικές ετικέτες που οι άνθρωποι εφαρμόζουν σε διάφορες φυσικές ουσίες, παρόλο που υπάρχει μια συνέχεια πιθανών ατομικών διατάξεων με ιδιότητες που αναμειγνύονται μεταξύ των δύο. Για παράδειγμα, ένα μη νευτώνειο ρευστό φαίνεται σαν υγρό, αλλά υπό την ξαφνική εφαρμογή πίεσης, γίνεται σαν ένα στερεό. Βασικά, για να κατανοήσουν αληθινά τον κόσμο, οι λαοί πρέπει να εξοικειωθούν με τις πολυάριθμες πιθανές καταστάσεις της ύλης πέρα ​​από την απλοϊκή προσέγγιση πρώτης τάξης του «στερεού», του «υγρού» και του «αερίου».