Thủy tinh lỏng được phát hiện là một trạng thái vật chất mới

Ảnh minh họa.

Trong thủy tinh, điều này không xảy ra. Thay vào đó, các phân tử được đóng băng tại chỗ trước khi kết tinh xảy ra.

Nghiên cứu do các giáo sư tại Đại học Konstanz (Đức) vừa bổ sung thêm một lớp phức tạp nữa cho câu hỏi hóc búa về thủy tinh. Sử dụng một hệ thống mô hình liên quan đến huyền phù của chất keo hình elip được thiết kế riêng, các nhà nghiên cứu đã khám phá ra một trạng thái vật chất mới, thủy tinh lỏng, nơi các hạt riêng lẻ có thể di chuyển nhưng không thể quay - hành vi phức tạp chưa từng được quan sát thấy trong thủy tinh số lượng lớn.

Huyền phù keo là hỗn hợp hoặc chất lỏng có chứa các hạt rắn có kích thước micromet, phổ biến trong số các nhà khoa học nghiên cứu sự chuyển đổi thủy tinh vì chúng có nhiều hiện tượng cũng xảy ra trong các vật liệu tạo thủy tinh khác.

Một sơ đồ cho thấy vị trí và hướng của các hạt hình elip ở trạng thái thủy tinh lỏng (Ảnh: New Atlas).

Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra điều này trong một hệ thống mẫu của các chất huyền phù dạng keo. Hỗn hợp này được tạo thành từ các hạt rắn cỡ lớn trôi lơ lửng trong một chất lỏng, tạo điều kiện dễ dàng cho các nhà khoa học quan sát được hành vi vật lý của các nguyên tử hay phân tử. Thông thường, các hạt này có dạng hình cầu, nhưng trong những thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các hạt hình elip để có thể dễ dàng biết được chúng đang chỉ về hướng nào.

Các nhà nghiên cứu đã thử nhiều dạng cô đặc của các hạt trong chất lỏng, theo dõi cách chúng di chuyển và xoay. Cuối cùng, họ đã phát hiện ra rằng mức cô đặc cao, các hạt sẽ ngăn cản sự xoay của nhau, nhưng chúng vẫn có thể di chuyển được và tạo ra một trạng thái vật chất có tên gọi là thủy tinh lỏng.

Andreas Zumbusch, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết: "Ở các mức mật độ hạt nhất định, chuyển động định hướng bị ngừng lại, trong khi chuyển động tịnh tiến tiếp diễn, dẫn đến các trạng thái thủy tinh trong đó các hạt tập trung thành chùm để tạo nên những cấu trúc cục bộ với hướng tương tự nhau".

Nhóm nghiên cứu cho biết hành vi họ quan sát được xuất phát từ việc hai kiểu chuyển động của thủy tinh tương tác với nhau. Thủy tinh lỏng là thứ đã được dự báo từ hàng thập kỷ qua, các kết quả mới cho thấy những quy trình tương tự cũng có thể đóng vai trò trong các hệ thống cấu thành từ thủy tinh khác.