الزجاج
هو طور من المادة بين الصلب و السائل نصل اليه عندما يتم تبريد السائل
بشكل بطئ او ما يسمى التحول الطورى الزجاجى glass transition وهو تحول طورى
من الدرجة الثانية.
اذن الزجاج يتميز بترتيب فوضوى للذرات مثل السائل لكنه يتميز بصلابة حقيقية مثل المادة الصلبة.
اذن هو طور بين الطورين.
لكن الزجاج المثالى ideal glass فهو طور آخر بين الطور السائل و الطور الصلب الذى يتميز بالاضافة الى كونه زجاج بوجود نظام أمورفى (اى لا-بلورى) طويل المدى وهذا مثلما تتميز المادة الصلبة بوجود نظام بلورى طويل المدى يحكم توزيع جزيئاته.
وهذا هو موضع الاهتمام بهذا الطور. هذا النظام الأموروفى طويل المدى الذى قد ينافس النظام البلورى فى التطبيقات الفيزيائية و التكنولوجية.
توزيع الجزيئات فى الزجاج المثالى هو اذن ليس فوضى مثل الزجاج العادى لكن تحكمه قوى مضبوطة مسؤولة عن النظام الأمورفى طويل المدى long-range amorphous order المتميز به و على هذا فهو يتميز بقيمة انطروبى entropy ضئلية (معبرة عن نظام و ترتيب محمكين) تساوى بالضبط قيمة الانطروبى فى المادة الصلبة البلورية.
المعضلة ان هذا الطور (طور الزجاج المثالى) هو طور لم يُرى ابدا فى الطبيعة و لا فى التجارب لكن النظرية تتنبأ به منذ عام 1948 مع مُقترح هذا الطور الكيميائى (وليس الفيزيائى) كوزمان Kauzmann و السبب ان الانتقال من السائل الى الصلب عبر التبريد المستمر هو الذى يؤدى الى الزجاج عندما يتم التبريد ببطء شديد. لكن لو تم التبريد ببطء اشد (لم يتم تحقيقه الا على المحاكيات العددية لهذه الفيزياء على الحواسيب) فان الانتقال سيكون الى طور الزجاج المثالى. وهذا النوع من التبريد قد يتطلب الاف او ملايين من السنوات و لهذا فهو غير ممكن بما هو متوفر من التقنيات اليوم.
لكن هل طور الزجاج المثالى فعلا موجود ام هو من تخيلات الفيزياء النظرية?
فهذا سؤال آخر.
هذا موضوع ممتاز فى فيزياء المادى المكثفة التى قلما نلتفت اليها ليس لقلة اهميتها لكن بسبب كثرة المشاغل الاخرى.
اذن الزجاج يتميز بترتيب فوضوى للذرات مثل السائل لكنه يتميز بصلابة حقيقية مثل المادة الصلبة.
اذن هو طور بين الطورين.
لكن الزجاج المثالى ideal glass فهو طور آخر بين الطور السائل و الطور الصلب الذى يتميز بالاضافة الى كونه زجاج بوجود نظام أمورفى (اى لا-بلورى) طويل المدى وهذا مثلما تتميز المادة الصلبة بوجود نظام بلورى طويل المدى يحكم توزيع جزيئاته.
وهذا هو موضع الاهتمام بهذا الطور. هذا النظام الأموروفى طويل المدى الذى قد ينافس النظام البلورى فى التطبيقات الفيزيائية و التكنولوجية.
توزيع الجزيئات فى الزجاج المثالى هو اذن ليس فوضى مثل الزجاج العادى لكن تحكمه قوى مضبوطة مسؤولة عن النظام الأمورفى طويل المدى long-range amorphous order المتميز به و على هذا فهو يتميز بقيمة انطروبى entropy ضئلية (معبرة عن نظام و ترتيب محمكين) تساوى بالضبط قيمة الانطروبى فى المادة الصلبة البلورية.
المعضلة ان هذا الطور (طور الزجاج المثالى) هو طور لم يُرى ابدا فى الطبيعة و لا فى التجارب لكن النظرية تتنبأ به منذ عام 1948 مع مُقترح هذا الطور الكيميائى (وليس الفيزيائى) كوزمان Kauzmann و السبب ان الانتقال من السائل الى الصلب عبر التبريد المستمر هو الذى يؤدى الى الزجاج عندما يتم التبريد ببطء شديد. لكن لو تم التبريد ببطء اشد (لم يتم تحقيقه الا على المحاكيات العددية لهذه الفيزياء على الحواسيب) فان الانتقال سيكون الى طور الزجاج المثالى. وهذا النوع من التبريد قد يتطلب الاف او ملايين من السنوات و لهذا فهو غير ممكن بما هو متوفر من التقنيات اليوم.
لكن هل طور الزجاج المثالى فعلا موجود ام هو من تخيلات الفيزياء النظرية?
فهذا سؤال آخر.
هذا موضوع ممتاز فى فيزياء المادى المكثفة التى قلما نلتفت اليها ليس لقلة اهميتها لكن بسبب كثرة المشاغل الاخرى.
No comments:
Post a Comment