Neutronijum (ponekad skraćen do neutrijuma, koji se naziva i neutrit) je hipotetička supstanca sastavljena isključivo od neutrona. Riječ je izumio naučnik Andreas von Antropoff 1926. godine (prije otkrića neutrona) za hipotetički „element atomskog broja nula“ (sa nultom protona u svom jezgru) koji je postavio na čelo periodične tablice (označen sa crtica, bez simbola elementa). Međutim, značenje termina s vremenom se mijenjalo, a od posljednje polovice 20. stoljeća nadalje, također se koristilo za označavanje izuzetno gustih tvari nalik na materiju koja degenerira neutron i teoretizira da postoji u jezgrama neutronskih zvijezda; u daljnjem tekstu “degenerirani neutronijum” odnosi se na ovo. Naučna fantastika i popularna literatura često koriste izraz “neutronijum” da bi se odnosili na visoko gustu fazu materije sastavljenu uglavnom od neutrona.
Neutronijum se koristi u popularnoj fizičkoj literaturi da bi se odnosio na materijal prisutan u jezgrama neutronskih zvijezda (zvijezde koje su previše masivne da bi bile podržane pritiskom degeneracije elektrona i koje se urušavaju u gušće faze materije). Izraz se vrlo rijetko koristi u naučnoj literaturi iz tri razloga: postoji više definicija za pojam “neutronijum”; postoji znatna neizvjesnost oko sastava materijala u jezgrama neutronskih zvijezda (to može biti materija koja degenerira neutron, čudna tvar, kvarkova tvar ili varijanta ili kombinacija gore navedenog); svojstva materijala neutronske zvijezde trebaju ovisiti o dubini zbog promjene tlaka (vidjeti dolje), a ne očekuje se da postoji oštra granica između kore (koja se sastoji prije svega od atomskih jezgara) i gotovo protonskog unutrašnjeg sloja.
Kada se pretpostavlja da se materijal jezgre neutronske zvijezde sastoji od slobodnih neutrona, u naučnoj se literaturi obično naziva materija koja raste iz neutrona.
Izraz “neutronijum” skovao je 1926. Andreas von Antropoff za pretpostavljeni oblik materije sastavljen od neutrona bez protona ili elektrona, koji je kao hemijski element atomskog broja nula stavio na čelo svoje nove verzije periodike stola. Potom je postavljen u sredinu nekoliko spiralnih prikaza periodičkog sustava za razvrstavanje kemijskih elemenata, poput onih Charlesa Janeta (1928), E. I. Emersona (1944) i Johna D. Clarka (1950).
Iako se taj pojam ne koristi u znanstvenoj literaturi ni za kondenzovani oblik materije, ni kao element, postojala su izvješća da osim slobodnog neutrona mogu postojati i dva vezana oblika neutrona bez protona. Ako bi se neutronijum smatrao elementom, tada bi se ti nakupini neutrona mogli smatrati izotopima tog elementa. Međutim, ti izvještaji nisu dalje potkrijepljeni.
Mononeutron: Izolovani neutron prolazi beta raspadu sa srednjim životnim vekom od oko 15 minuta (poluživot otprilike 10 minuta), pretvarajući se u proton (jezgro vodika), elektron i antineutrino.
Dineutron: Dineutron, koji sadrži dva neutrona, nedvosmisleno je uočen 2012. godine pri raspadanju berilijuma-16. Nije vezana čestica, već je predložena kao izuzetno kratkotrajno rezonantno stanje proizvedeno nuklearnim reakcijama koje uključuju tritij. Predlaže se da postoji prolazno postojanje u nuklearnim reakcijama koje proizvode helioni (jezgre helija 3, potpuno ionizirane), što rezultira stvaranjem protona i jezgra koji imaju isti atomski broj kao ciljno jezgro, ali masovni broj dvije jedinice veće . Hipoteza o dineutronu dugo se koristila u nuklearnim reakcijama s egzotičnim jezgrama. Nekoliko primjena dineutrona u nuklearnim reakcijama može se naći u preglednim radovima.
Dokazano je da je njegovo postojanje relevantno za nuklearnu strukturu egzotičnih jezgara. Sistem sastavljen od samo dva neutrona nije povezan, mada je privlačnost između njih gotovo gotovo dovoljna da ih učini tako. To ima neke posljedice na nukleosintezu i obilje hemijskih elemenata. Trineutron: Trineutronsko stanje koje se sastoji od tri vezana neutrona nije otkriveno i ne očekuje se da će postojati čak i kratko vrijeme. Tetraneutron: Tetraneutron je hipotetička čestica koja se sastoji od četiri vezana neutrona. Izvještaji o njegovom postojanju nisu ponovljeni. Pentaneutron: Proračuni pokazuju da hipotetičko stanje pentaneutrona, koje se sastoji od grozda pet neutrona, ne bi bilo vezano.
Iako se ne naziva “neutronijum”, kartice nuklearnog novčanika Nacionalnog centra za nuklearne podatke navode kao svoj prvi “izotop” “element” sa simbolom n i atomskim brojem Z = 0 i masnim brojem A = 1. Ovaj izotop je opisan kao raspada na element H s poluživotom od 10,24 ± 0,2 min.
OSOBINE
Neutronska materija ekvivalentna je hemijskom elementu s atomskim brojem 0, što znači da je ekvivalentna vrsti atoma koja nema protone u svojim atomskim jezgrama. Izuzetno je radioaktivan; njegov jedini legitimni ekvivalentni izotop, slobodni neutron, ima poluživot od samo 10 minuta, što je uporedivo sa polovinom najstabilnijeg poznatog izotopa francijuma. Neutronska materija brzo se raspada u vodonik. Neutronska materija nema elektronsku strukturu zbog njegovog potpunog nedostatka elektrona. Međutim, kao ekvivalentan element mogao bi se svrstati u plemeniti plin.
Skupna neutronska materija nikada nije viđena. Pretpostavlja se da bi se neutronska tvar pojavila kao hemijski inertan plin, ako bi se dovoljno sakupilo da bi se moglo posmatrati kao rasuti plin ili tekućina, zbog općeg izgleda elemenata u plemenitom plinskom stupcu periodične tablice.
Iako je ovaj životni vijek dovoljno dugačak da dozvoli proučavanje hemijskih svojstava neutronija, postoje ozbiljni praktični problemi. Bez naelektrisanja ili elektrona, neutronij ne bi snažno komunicirao s običnim niskoenergetskim fotonima (vidljivom svjetlošću) i ne bi osjećao elektrostatičke sile, pa bi difundirao u zidove većine spremnika izrađenih od obične materije. Određeni materijali mogu se oduprijeti difuziji ili apsorpciji ultrahladnih neutrona zbog nuklearno-kvantnih efekata, tačnije refleksije uzrokovane jakom interakcijom. Na sobnoj temperaturi i u prisustvu drugih elemenata, toplotni neutroni lako prolaze kroz hvatanje neutrona, čime se stvaraju teži (a često i radioaktivni) izotopi.
Materija neutralnog plina pri standardnom pritisku i temperaturi predviđa da je zakon idealnog plina manje gusta čak i od vodika, a gustoća je svega 0,045 kg / m3 (otprilike 27 puta manje gusta od zraka i upola gušća od plinova vodika). Predviđa se da će materija neutrona ostati plinovita do apsolutne nule pri normalnim pritiscima, jer je energija nulte točke u sistemu previsoka da bi omogućila kondenzaciju. Međutim, neutronska tvar bi u teoriji trebala tvoriti degenerirani plinoviti Bose-Einstein kondenzat pri ovim temperaturama, sastavljen od neutronskih parova koji se nazivaju dineutroni. Pri višim temperaturama materija neutrona kondenziraće se samo s dovoljnim pritiskom, a očvrsće se s još većim pritiskom. Takvi pritisci postoje u neutronskim zvijezdama, gdje ekstremni pritisak uzrokuje da se materija neutrona degenerira. Međutim, u prisustvu atomske materije stlačene do stanja degeneracije elektrona, β-raspad se može inhibirati zbog Paulijevog isključenja, čineći tako slobodne neutrone stabilnima.
Model prvobitnog kompasa (sinan) iz dinastije Han (206 pr.Kr. – 220.) za koji se pretpostavlja da je napravljen od prirodnog magneta.
Magnetske silnice mogu se pokusom zapaziti ako se iznad magneta postavi staklena ploča i na nju pospe željezna pilovina te se ploča lagano potrese. Slova N i S predstavljaju položaje sjevernog i južnog pola.
Dijamagnetička svojstva zlata: lebdenje ili levitacija pirolitičkog ugljika.
Magnet koji lebdi iznad supravodiča zbog Meissnerovog učinka.
Alnico feromagnet u obliku potkove.
Jednostavan elektromagnet se sastoji od zavojnice izoliranog električnog vodiča koji je namotan ono željezne jezgre. Jakost magnetskog polja H je sukladna s jačinom električne struje i.
Magnetizam (prema magnetu koje dolazi od lat. magnes, genitiv magnetis < grč. Μαγνῆτıς λίϑος: kamen iz Magnezije) je skup pojava povezanih s magnetskim poljem i s ponašanjem tvari u magnetskom polju. Magnetska svojstva tvari potječu od magnetskih momenta atoma i njihovih međudjelovanja koja mogu stvoriti kolektivno magnetsko uređenje. Magnetizam atoma posljedica je magnetizma elektrona i atomske jezgre i njihovih međudjelovanja. Razlikuje se orbitalni magnetski moment, zbog gibanja elektrona oko atomske jezgre, i spinski magnetski moment, kao vlastito kvantnomehaničko svojstvo elektrona i jezgre. S obzirom na ponašanje u magnetskom polju, sve se tvari odlikuju svojom magnetskom permeabilnošću. Tako se mogu razlikovati dijamagnetične, paramagnetične, feromagnetične, ferimagnetične i antiferomagnetične tvari.
Povijest
Po predaji, do naziva magnet došlo je tako što je svojstva magneta zapazio pastir Magnus na grčkom otoku Kreti. Po toj predaji, on je na sandalama imao željezne čavle te je, dok je išao preko kamenja, primjetio da mu to kamenje privlači sandale. Dakako, to kamenje je bila rudača magnetit. Tales Milećanin, a poslije i drugi grčki filozofi, pisao je o neobičnom ponašanju željezne rudače koja privlači željezne predmete. Naime, oblikovana željezna rudača – magnetit, crna ruda metalnog sjaja, ima sposobnost privlačenja željeza. Ruda magnetit kopala se u maloazijskom mjestu Magnezijum, po kojem je neobična pojava svojstvena oblikovanim komadima magnetita dobila naziv magnetizam. Dakle, za tijela koja imaju svojstvo privlačenja željeznih predmeta kaže se da su magnetična i nazivaju se magneti.
Magnetizam u drevnoj Kini
Za razliku od papira, magnetski kompas je bio naprava bez koje je kineska civilizacija mogla živjeti isto kao i s njom, ali ovaj slučaj upravo pokazuje ono malo veza između znanosti i tehnologije u drevnoj Kini. Tajnovita svojstva magnetnog kamena (prirodni magnetizam minerala magnetita) bila su poznata do 300. pr. Kr. i isprva su korištena kao sredstvo proricanja. Do 100. pr. Kr. je postalo poznato da se magnetna igla usmjerava duž pravca sjever-jug i to je svojstvo korišteno u geomantiji ili umijeću feng shui, pravilnom postavljanju kuća, hramova, grobnica, cesta i drugih građevina. Kasnije se pojavila razrađena naturalistička teorija koja je objašnjavala gibanje magnetne igle kao odziv na strujanje energije kroz i oko Zemlje, što je primjer koji pokazuje da tehnologija ponekad potiče pretpostavke o prirodi, a ne samo obratno, kako se danas uobičajeno misli.
U Kini su kasnije magneti proizvođeni na različite načine: trljanjem željeza magnetitom ili magnetiziranim željezom, kovanjem zagrijane željezne trake postavljene u smjeru sjever-jug, te naglim uranjanjem zagrijane željezne šipke, postavljene u smjeru sjever-jug, u vodu. Prvi pouzdani prikaz primitivnog, ali uporabivog kompasa ili sinana, nalazi se u knjizi iz 83., dok ostali izvori sežu možda i do 4. st. pr. Kr. Komad magnetita bi se izdubio u oblik zaimače (grabilice za uzimanje i prenošenje juha), koja bi se postavila na kamenu ploču ravne, uglačane površine, a drška bi se potom usmjerila prema jugu. Izvori navode da je osim u geomantiji korišten i za orijentaciju tijekom putovanja.
Magnetizam u srednjem vijeku
U 13. stoljeću utvrđeno je da i željezo postaje magnetično ako se preko njega prelazi drugim magnetom. Tako nastaju umjetni magneti. Magneti mogu biti različitih oblika. Najčešće su u obliku igle, štapića i potkove. Petrus Peregrinus prvi je u Europi (1269.) detaljnije opisao navigaciju s pomoću magnetne igle. William Gilbert (1600.) otkrio je magnetizam Zemlje, a Charles-Augustin de Coulomb postavio je 1785. zakon o privlačenju i odbijanju magnetnih polova. Do početka 19. stoljeća smatralo se da električne i magnetske pojave nisu povezane. Epohalno je otkriće danskog fizičara Hansa Christiana Ørsteda, koji je (1820.) utvrdio da električna struja djeluje na magnetnu iglu. Pet godina poslije André-Marie Ampère otkrio je zakon o silama među vodičima kojima teče električna struja. Tada je konstruiran i prvi elektromagnet. Oko 1830. Michael Faraday, Joseph Henry i Heinrich Lenz otkrili su elektromagnetsku indukciju i njezine zakonitosti, a James Clerk Maxwell je 1873. sjedinio Ørstedove i Faradayeve spoznaje u zaokruženu cjelinu električnih i magnetskih pojava.
Svojstva
Osim prirodnih magneta, postoje i umjetni magneti, koji se dijele na stalne magnete i elektromagnete. Stalni magneti izrađuju se od posebnih željeznih legura (tzv. tvrdih feromagnetskih materijala) i trajno zadržavaju magnetska svojstva. Uz stalne magnete postoje i elektromagneti (zavojnice s jezgrom od mekog željeza), koji su magneti samo dok kroz njihovu zavojnicu teče električna struja.
Ako se magnet u obliku tankog štapa objesi tako da se može slobodno vrtjeti u horizontalnoj ravnini, magnetski štap će se okrenuti tako da jednim krajem pokazuje približno prema sjeveru. Taj kraj se naziva sjevernim polom magnetskog štapa i označava se slovom N (eng. north). Drugi je kraj okrenut prema jugu pa se označava slovom S (eng. south). Približi li se sjeverni pol jednog magneta sjevernom polu slobodno obješene magnetne igle, oni će se međusobno udaljavati. Slično se događa i za južne polove. Naprotiv, sjeverni pol magneta privlači južni pol magnetske igle i obrnuto. Posljedica međudjelovanja magneta je magnetska sila koja može biti odbojna i privlačna. U blizini polova magneta magnetske sile su najjače. Peregrinusovim pokusom se može zaključiti da se magnet sastoji od velikog broja malih, elementarnih magneta koji tvore nizove, a na krajevima imaju slobodne polove N i S.
Dijamagnetizam
Dijamagnetizam je svojstvo mnogih kemijskih elemenata (npr. zlata, srebra, cinka, silicija, fosfora, vodika, plemenitih plinova) i većine organskih spojeva, koje obilježava slaba magnetska permeabilnost. To su dijamagnetici, njihova je relativna magnetska permeabilnost manja od 1 i gotovo ne ovisi o temperaturi. Kod tih se tvari vanjsko magnetsko polje neutralizira poljem koje stvara kružno gibanje elektrona, takozvana Larmorova precesija (Joseph Larmor), pa je zbog toga gustoća magnetskoga toka zapravo manja od gustoće toka u vanjskome magnetskome polju. Anomalni dijamagnetici, na primjer grafit i bizmut, imaju većinu svojstava dijamagnetičnih tvari, ali im je magnetska permeabilnost 10 do 100 puta veća od permeabilnosti ostalih dijamagnetika i na niskim temperaturama ovisi o temperaturi. Kod svih dijamagnetičnih tvari magnetsko polje prolazi gotovo nedeformirano (strogo uzevši samo za magnetsku permeabilnost 1), pa se te tvari u makroskopskim uvjetima očituju kao “nemagnetične” (ne privlači ih magnet). Dijamagnetska svojstva pokazuju i tvari kod kojih se javlja supravodljivost.
Paramagnetizam
Paramagnetizam je svojstvo mnogih tvari, kemijskih elemenata (na primjer aluminija i kisika) i kemijskih spojeva, koje obilježava relativna magnetska permeabilnost nešto veća od 1. To je u prirodi najčešći oblik magnetizma. Paramagnetične tvari u magnetskom polju dobivaju slab dodatni inducirani magnetizam istoga smjera kao i polje, koji nastaje djelomičnim usmjeravanjem atomskih magnetskih momenata i veći je na nižoj temperaturi. U paramagnetskom stanju magnetski momenti atoma slabo međusobno djeluju i nisu kolektivno uređeni. I te tvari ne pokazuju makroskopsku “magnetičnost”, ali se, na primjer, kuglica od aluminija pri padu kroz jako polje potkovasta magneta usporava. Kod njih se zbog toplinskoga gibanja atoma ili iona stalno mijenjaju smjerovi rezultantnih magnetskih momenata tako da je ukupni magnetski moment jednak nuli iako su im rezultantni magnetski momenti različiti od nule.
Feromagnetizam
Feromagnetizam je svojstvo karakteristično za željezo, nikal, kobalt i gadolinij, za njihove međusobne slitine i neke spojeve s drugim elementima, a samo za malen broj tvari u kojima se ta četiri elementa ne pojavljuju. Feromagnetične tvari imaju izrazitu relativnu magnetsku permeabilnost, znatno veću od 1 (od 1000 do 10 000). Feromagnetizam nastaje kao posljedica jakih međudjelovanja (interakcija) magnetskih momenata atoma, zbog čega nastaje kolektivno magnetsko uređenje, takozvana spontana magnetizacija, koja se s porastom temperature smanjuje. Zbog toga feromagnetične tvari pokazuju jaku “magnetičnost”, u vanjskome magnetskome polju postaju inducirani magneti koje zatim to polje privlači. To inducirano polje mogu zadržati neko vrijeme, pa i stalno.
Osobito je važna Curieva točka, tj. granična temperatura iznad koje te tvari gube feromagnetična svojstva i postaju paramagnetici (za željezo 758 °C, nikal 360 °C, kobalt 1075 °C, gadolinij 16 °C). Hlađenjem na temperaturu nižu od Curiejeve ponovno nastaje feromagnetsko stanje. Feromagnetične tvari imaju više ili manje izražen takozvani remanentni magnetizam ili zaostali magnetizam: ako ih se dovede u magnetsko polje i zatim djelovanje polja ukloni, njihova magnetizacija ne iščezne potpuno (histereza). Tako se od tvari s velikim remanentnim magnetizmom dobivaju jaki stalni ili permanentni magneti. Posebnu skupinu feromagnetičnih materijala čine tvari poznate pod nazivom ferit.
Antiferomagnetici (npr. manganov oksid, manganov sulfid, željezni sulfid) su tvari kojima magnetska permeabilnost na kritičnoj temperaturi (slično Curievoj točki) prolazi kroz maksimum. Te su tvari po ostalim magnetskim svojstvima vrlo slične feromagneticima, odnosno iznad takozvane antiferomagnetske Curiejeve točke paramagneticima.
Ferimagnetizam
Ferimagnetizam je pojava kod koje se magnetski momenti susjednih atoma ili iona u ograničenim područjima kristala (domena), koja su feromagnetska, međusobno poništavaju, slično nizu permanentnih magneta nasuprotnih orijentacija. Takve tvari, ponajviše feriti, odlikuju se velikom električnom otpornošću koja je uzrokovana prelascima elektrona na granicama domena, a na temperaturama višima od Curieve, kao i feromagnetične, prelaze u paramagnetične tvari.
Metamagnetizam
Metamagnetici pokazuju jaku anizotropiju magnetskih svojstava; u smjeru su jedne kristalne osi paramagnetici, a u smjeru druge feromagnetici. Takvih je tvari vrlo malo, na primjer kobalt, željezo i kalcijev klorid.
Elektromagnetizam
Elektromagnetizam je pojava magnetskoga polja izazvana promjenama električnoga polja, odnosno tokom električne struje. Tu je pojavu prvi uočio Michael Faraday, a teoretski razjasnio James Clerk Maxwell. Električno i magnetsko polje usko su povezani i svaka promjena jednog od polja izaziva promjenu drugoga, pa se shvaćaju kao jedinstveno elektromagnetsko polje (elektrodinamika). Ta su dva polja u svakoj točki prostora međusobno okomita. Prema Biot-Savartovu zakonu svi djelići (duljine ds) nekog električnog vodiča kojim teče električna struja (i) stvaraju u točki na udaljenosti (r) magnetsko polje jakosti (H), koje je određeno jednakošću:
gdje je c brzina prostiranja magnetskoga polja, to jest brzina svjetlosti. S pomoću te jednakosti može se izračunati jakost magnetskoga polja u svakoj točki prostora bilo kako oblikovanoga vodiča struje (elektrodinamičko djelovanje).
Zemljin magnetizam
I Zemlja predstavlja golemi magnet. U njezinom magnetskom polju svaki slobodno pokretljivi magnet orijentira se tako da mu je jedna strana okrenuta približno prema sjeveru, a druga prema jugu. Kad se magnetna igla objesi tako da se može vrtjeti u vodoravnoj ravnini, orijentirat će se približno u smjeru sjever – jug. Kraj magnetne igle koji pokazuje prema sjeveru naziva se sjevernim polom N, dok je drugi južni pol S. To svojstvo magnetne igle se primjenjuje u kompasu za određivanje strana svijeta.
Međutim, polovi magneta i geografski polovi Zemlje se ne poklapaju u potpunosti, to jest smjer magnetske igle se ne podudara u potpunosti s pravcem sjever – jug. Odstupanje od tog pravca se naziva magnetska deklinacija. Kut deklinacije između Zemljine osi i magnetske osi označavamo sa δ (grčki delta) i iznosi 15° (15 stupnjeva). Deklinacija se sada može definirati kao kut između geografskog i magnetskog meridijana. Ipak, odstupanje od točnog smjera sjever – jug se za mnoge praktične svrhe može zanemariti. Za utvrđivanje smjera sjevera koristi se lagani magnet koji čini kompas ili busolu.
Izvori
magnetizam, “Hrvatska enciklopedija”, Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2014.
Model prvobitnog kompasa (sinan) iz dinastije Han (206 pr.Kr. – 220.) za koji se pretpostavlja da je napravljen od prirodnog magneta.
Magnetske silnice mogu se pokusom zapaziti ako se iznad magneta postavi staklena ploča i na nju pospe željezna pilovina te se ploča lagano potrese. Slova N i S predstavljaju položaje sjevernog i južnog pola.
Dijamagnetička svojstva zlata: lebdenje ili levitacija pirolitičkog ugljika.
Magnet koji lebdi iznad supravodiča zbog Meissnerovog učinka.
Alnico feromagnet u obliku potkove.
Jednostavan elektromagnet se sastoji od zavojnice izoliranog električnog vodiča koji je namotan ono željezne jezgre. Jakost magnetskog polja H je sukladna s jačinom električne struje i.
Magnetizam (prema magnetu koje dolazi od lat. magnes, genitiv magnetis < grč. Μαγνῆτıς λίϑος: kamen iz Magnezije) je skup pojava povezanih s magnetskim poljem i s ponašanjem tvari u magnetskom polju. Magnetska svojstva tvari potječu od magnetskih momenta atoma i njihovih međudjelovanja koja mogu stvoriti kolektivno magnetsko uređenje. Magnetizam atoma posljedica je magnetizma elektrona i atomske jezgre i njihovih međudjelovanja. Razlikuje se orbitalni magnetski moment, zbog gibanja elektrona oko atomske jezgre, i spinski magnetski moment, kao vlastito kvantnomehaničko svojstvo elektrona i jezgre. S obzirom na ponašanje u magnetskom polju, sve se tvari odlikuju svojom magnetskom permeabilnošću. Tako se mogu razlikovati dijamagnetične, paramagnetične, feromagnetične, ferimagnetične i antiferomagnetične tvari.
Povijest
Po predaji, do naziva magnet došlo je tako što je svojstva magneta zapazio pastir Magnus na grčkom otoku Kreti. Po toj predaji, on je na sandalama imao željezne čavle te je, dok je išao preko kamenja, primjetio da mu to kamenje privlači sandale. Dakako, to kamenje je bila rudača magnetit. Tales Milećanin, a poslije i drugi grčki filozofi, pisao je o neobičnom ponašanju željezne rudače koja privlači željezne predmete. Naime, oblikovana željezna rudača – magnetit, crna ruda metalnog sjaja, ima sposobnost privlačenja željeza. Ruda magnetit kopala se u maloazijskom mjestu Magnezijum, po kojem je neobična pojava svojstvena oblikovanim komadima magnetita dobila naziv magnetizam. Dakle, za tijela koja imaju svojstvo privlačenja željeznih predmeta kaže se da su magnetična i nazivaju se magneti.
Magnetizam u drevnoj Kini
Za razliku od papira, magnetski kompas je bio naprava bez koje je kineska civilizacija mogla živjeti isto kao i s njom, ali ovaj slučaj upravo pokazuje ono malo veza između znanosti i tehnologije u drevnoj Kini. Tajnovita svojstva magnetnog kamena (prirodni magnetizam minerala magnetita) bila su poznata do 300. pr. Kr. i isprva su korištena kao sredstvo proricanja. Do 100. pr. Kr. je postalo poznato da se magnetna igla usmjerava duž pravca sjever-jug i to je svojstvo korišteno u geomantiji ili umijeću feng shui, pravilnom postavljanju kuća, hramova, grobnica, cesta i drugih građevina. Kasnije se pojavila razrađena naturalistička teorija koja je objašnjavala gibanje magnetne igle kao odziv na strujanje energije kroz i oko Zemlje, što je primjer koji pokazuje da tehnologija ponekad potiče pretpostavke o prirodi, a ne samo obratno, kako se danas uobičajeno misli.
U Kini su kasnije magneti proizvođeni na različite načine: trljanjem željeza magnetitom ili magnetiziranim željezom, kovanjem zagrijane željezne trake postavljene u smjeru sjever-jug, te naglim uranjanjem zagrijane željezne šipke, postavljene u smjeru sjever-jug, u vodu. Prvi pouzdani prikaz primitivnog, ali uporabivog kompasa ili sinana, nalazi se u knjizi iz 83., dok ostali izvori sežu možda i do 4. st. pr. Kr. Komad magnetita bi se izdubio u oblik zaimače (grabilice za uzimanje i prenošenje juha), koja bi se postavila na kamenu ploču ravne, uglačane površine, a drška bi se potom usmjerila prema jugu. Izvori navode da je osim u geomantiji korišten i za orijentaciju tijekom putovanja.
Magnetizam u srednjem vijeku
U 13. stoljeću utvrđeno je da i željezo postaje magnetično ako se preko njega prelazi drugim magnetom. Tako nastaju umjetni magneti. Magneti mogu biti različitih oblika. Najčešće su u obliku igle, štapića i potkove. Petrus Peregrinus prvi je u Europi (1269.) detaljnije opisao navigaciju s pomoću magnetne igle. William Gilbert (1600.) otkrio je magnetizam Zemlje, a Charles-Augustin de Coulomb postavio je 1785. zakon o privlačenju i odbijanju magnetnih polova. Do početka 19. stoljeća smatralo se da električne i magnetske pojave nisu povezane. Epohalno je otkriće danskog fizičara Hansa Christiana Ørsteda, koji je (1820.) utvrdio da električna struja djeluje na magnetnu iglu. Pet godina poslije André-Marie Ampère otkrio je zakon o silama među vodičima kojima teče električna struja. Tada je konstruiran i prvi elektromagnet. Oko 1830. Michael Faraday, Joseph Henry i Heinrich Lenz otkrili su elektromagnetsku indukciju i njezine zakonitosti, a James Clerk Maxwell je 1873. sjedinio Ørstedove i Faradayeve spoznaje u zaokruženu cjelinu električnih i magnetskih pojava.
Svojstva
Osim prirodnih magneta, postoje i umjetni magneti, koji se dijele na stalne magnete i elektromagnete. Stalni magneti izrađuju se od posebnih željeznih legura (tzv. tvrdih feromagnetskih materijala) i trajno zadržavaju magnetska svojstva. Uz stalne magnete postoje i elektromagneti (zavojnice s jezgrom od mekog željeza), koji su magneti samo dok kroz njihovu zavojnicu teče električna struja.
Ako se magnet u obliku tankog štapa objesi tako da se može slobodno vrtjeti u horizontalnoj ravnini, magnetski štap će se okrenuti tako da jednim krajem pokazuje približno prema sjeveru. Taj kraj se naziva sjevernim polom magnetskog štapa i označava se slovom N (eng. north). Drugi je kraj okrenut prema jugu pa se označava slovom S (eng. south). Približi li se sjeverni pol jednog magneta sjevernom polu slobodno obješene magnetne igle, oni će se međusobno udaljavati. Slično se događa i za južne polove. Naprotiv, sjeverni pol magneta privlači južni pol magnetske igle i obrnuto. Posljedica međudjelovanja magneta je magnetska sila koja može biti odbojna i privlačna. U blizini polova magneta magnetske sile su najjače. Peregrinusovim pokusom se može zaključiti da se magnet sastoji od velikog broja malih, elementarnih magneta koji tvore nizove, a na krajevima imaju slobodne polove N i S.
Dijamagnetizam
Dijamagnetizam je svojstvo mnogih kemijskih elemenata (npr. zlata, srebra, cinka, silicija, fosfora, vodika, plemenitih plinova) i većine organskih spojeva, koje obilježava slaba magnetska permeabilnost. To su dijamagnetici, njihova je relativna magnetska permeabilnost manja od 1 i gotovo ne ovisi o temperaturi. Kod tih se tvari vanjsko magnetsko polje neutralizira poljem koje stvara kružno gibanje elektrona, takozvana Larmorova precesija (Joseph Larmor), pa je zbog toga gustoća magnetskoga toka zapravo manja od gustoće toka u vanjskome magnetskome polju. Anomalni dijamagnetici, na primjer grafit i bizmut, imaju većinu svojstava dijamagnetičnih tvari, ali im je magnetska permeabilnost 10 do 100 puta veća od permeabilnosti ostalih dijamagnetika i na niskim temperaturama ovisi o temperaturi. Kod svih dijamagnetičnih tvari magnetsko polje prolazi gotovo nedeformirano (strogo uzevši samo za magnetsku permeabilnost 1), pa se te tvari u makroskopskim uvjetima očituju kao “nemagnetične” (ne privlači ih magnet). Dijamagnetska svojstva pokazuju i tvari kod kojih se javlja supravodljivost.
Paramagnetizam
Paramagnetizam je svojstvo mnogih tvari, kemijskih elemenata (na primjer aluminija i kisika) i kemijskih spojeva, koje obilježava relativna magnetska permeabilnost nešto veća od 1. To je u prirodi najčešći oblik magnetizma. Paramagnetične tvari u magnetskom polju dobivaju slab dodatni inducirani magnetizam istoga smjera kao i polje, koji nastaje djelomičnim usmjeravanjem atomskih magnetskih momenata i veći je na nižoj temperaturi. U paramagnetskom stanju magnetski momenti atoma slabo međusobno djeluju i nisu kolektivno uređeni. I te tvari ne pokazuju makroskopsku “magnetičnost”, ali se, na primjer, kuglica od aluminija pri padu kroz jako polje potkovasta magneta usporava. Kod njih se zbog toplinskoga gibanja atoma ili iona stalno mijenjaju smjerovi rezultantnih magnetskih momenata tako da je ukupni magnetski moment jednak nuli iako su im rezultantni magnetski momenti različiti od nule.
Feromagnetizam
Feromagnetizam je svojstvo karakteristično za željezo, nikal, kobalt i gadolinij, za njihove međusobne slitine i neke spojeve s drugim elementima, a samo za malen broj tvari u kojima se ta četiri elementa ne pojavljuju. Feromagnetične tvari imaju izrazitu relativnu magnetsku permeabilnost, znatno veću od 1 (od 1000 do 10 000). Feromagnetizam nastaje kao posljedica jakih međudjelovanja (interakcija) magnetskih momenata atoma, zbog čega nastaje kolektivno magnetsko uređenje, takozvana spontana magnetizacija, koja se s porastom temperature smanjuje. Zbog toga feromagnetične tvari pokazuju jaku “magnetičnost”, u vanjskome magnetskome polju postaju inducirani magneti koje zatim to polje privlači. To inducirano polje mogu zadržati neko vrijeme, pa i stalno.
Osobito je važna Curieva točka, tj. granična temperatura iznad koje te tvari gube feromagnetična svojstva i postaju paramagnetici (za željezo 758 °C, nikal 360 °C, kobalt 1075 °C, gadolinij 16 °C). Hlađenjem na temperaturu nižu od Curiejeve ponovno nastaje feromagnetsko stanje. Feromagnetične tvari imaju više ili manje izražen takozvani remanentni magnetizam ili zaostali magnetizam: ako ih se dovede u magnetsko polje i zatim djelovanje polja ukloni, njihova magnetizacija ne iščezne potpuno (histereza). Tako se od tvari s velikim remanentnim magnetizmom dobivaju jaki stalni ili permanentni magneti. Posebnu skupinu feromagnetičnih materijala čine tvari poznate pod nazivom ferit.
Antiferomagnetici (npr. manganov oksid, manganov sulfid, željezni sulfid) su tvari kojima magnetska permeabilnost na kritičnoj temperaturi (slično Curievoj točki) prolazi kroz maksimum. Te su tvari po ostalim magnetskim svojstvima vrlo slične feromagneticima, odnosno iznad takozvane antiferomagnetske Curiejeve točke paramagneticima.
Ferimagnetizam
Ferimagnetizam je pojava kod koje se magnetski momenti susjednih atoma ili iona u ograničenim područjima kristala (domena), koja su feromagnetska, međusobno poništavaju, slično nizu permanentnih magneta nasuprotnih orijentacija. Takve tvari, ponajviše feriti, odlikuju se velikom električnom otpornošću koja je uzrokovana prelascima elektrona na granicama domena, a na temperaturama višima od Curieve, kao i feromagnetične, prelaze u paramagnetične tvari.
Metamagnetizam
Metamagnetici pokazuju jaku anizotropiju magnetskih svojstava; u smjeru su jedne kristalne osi paramagnetici, a u smjeru druge feromagnetici. Takvih je tvari vrlo malo, na primjer kobalt, željezo i kalcijev klorid.
Elektromagnetizam
Elektromagnetizam je pojava magnetskoga polja izazvana promjenama električnoga polja, odnosno tokom električne struje. Tu je pojavu prvi uočio Michael Faraday, a teoretski razjasnio James Clerk Maxwell. Električno i magnetsko polje usko su povezani i svaka promjena jednog od polja izaziva promjenu drugoga, pa se shvaćaju kao jedinstveno elektromagnetsko polje (elektrodinamika). Ta su dva polja u svakoj točki prostora međusobno okomita. Prema Biot-Savartovu zakonu svi djelići (duljine ds) nekog električnog vodiča kojim teče električna struja (i) stvaraju u točki na udaljenosti (r) magnetsko polje jakosti (H), koje je određeno jednakošću:
gdje je c brzina prostiranja magnetskoga polja, to jest brzina svjetlosti. S pomoću te jednakosti može se izračunati jakost magnetskoga polja u svakoj točki prostora bilo kako oblikovanoga vodiča struje (elektrodinamičko djelovanje).
Zemljin magnetizam
I Zemlja predstavlja golemi magnet. U njezinom magnetskom polju svaki slobodno pokretljivi magnet orijentira se tako da mu je jedna strana okrenuta približno prema sjeveru, a druga prema jugu. Kad se magnetna igla objesi tako da se može vrtjeti u vodoravnoj ravnini, orijentirat će se približno u smjeru sjever – jug. Kraj magnetne igle koji pokazuje prema sjeveru naziva se sjevernim polom N, dok je drugi južni pol S. To svojstvo magnetne igle se primjenjuje u kompasu za određivanje strana svijeta.
Međutim, polovi magneta i geografski polovi Zemlje se ne poklapaju u potpunosti, to jest smjer magnetske igle se ne podudara u potpunosti s pravcem sjever – jug. Odstupanje od tog pravca se naziva magnetska deklinacija. Kut deklinacije između Zemljine osi i magnetske osi označavamo sa δ (grčki delta) i iznosi 15° (15 stupnjeva). Deklinacija se sada može definirati kao kut između geografskog i magnetskog meridijana. Ipak, odstupanje od točnog smjera sjever – jug se za mnoge praktične svrhe može zanemariti. Za utvrđivanje smjera sjevera koristi se lagani magnet koji čini kompas ili busolu.
Izvori
magnetizam, “Hrvatska enciklopedija”, Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2014.
Naučnici su stvorili još jedno stanje tvari. Zove se super čvrsto stanje iako zvuči kao čvrsto baš i nije. To je u osnovi super tečno stanje kod kojeg su čestice odnosno molekule zbijene.
Istraživači su napravili Bose-Einstein kondenzat od Na gasa. Koristili su lasere da bi ga zaledili na apsolutnu nulu. Atomi mu se kreću ekstremno sporo.
Bose-Einstein kondenzat je specijalna vrsta materije napravljena 2001 godine za šta su istraživači dobili Nobelovu nagradu za fiziku. Jednom zamrznut do Bose – Einstein kondenzata natrijum se kretao bez ikakvog trenja kao u super tečnom stanju. Bose-Einstein kondenzat je također super provodan.
Postoje mnoge naučne prednosti za ova dva stanja. Naučnici su nastavili hladiti ovaj nekristalizirani Na i u nekom trenutku dobili nekristalizirano ‘čvrsto’ stanje. Naučnici su to nazvali super tečnim tokom koji se na duže staze ponaša kao da je u čvrstom stanju.
Zamislite da imate šoljicu kafe koju kad promiješate ne bi stala da se rotira u šoljici. To je fluid (tečno stanje) koje se ponaša kao da je čvrsto. Istraživači su opisali ovu tvar na sljedeći način:
‘Ovo je sistem sa kontinuiranim osobinama loma simetrije s dodanim kolektivnim pobuđivanjem i ponašanjem kao super fluid.’
Super fluid znači da je superprovodnik bez trenja. Kolektivno pobuđivanje znači da se radi o kvazi česticama. Kvazi čestice su grupe čestica koje se ponašaju kao da su jedna jer njihovi djelovi nekako međudjeluju. Slamanje simetrije. Simetrija je u kvantnoj mehanici vrlo važna, a njeno slamanje je velika stvar.
Kaže se da što bliže gledate stvari postaju čudnije.
Da li to mi sad imamo 6 stanja tvari? Ne, mi ih imamo puno više. Stanja za koja ste čuli: čvrsto, tečno i gasovito nisu nikad bila jedina.
To je slično kad učite brojeve. Prvo naučite osnovne brojeve, pa vam onda kažu da postoji beskonačno mnogo brojeva, pa postoje negativni brojevi, pa iracionalni brojevi, pa kompleksni brojevi itd. Dakle da, čvrsto, tečno, gasovito i plazma stanje postoje, ali je stvar načina slaganja atoma i molekula. U čvrstom stanju imamo više zbijene molekule, u tečnom manje, u gasovitom još manje, a u plazmi imamo skoro potpunu slobodu kretanja čestica.
Osim tih četiri stanja postoji još nekoliko stanja materije:
Hladna stanja materije kao: Bose Einstein kondenzat Super čvrsto stanje
Topla kao: elektronska degenerativna materija: slobodne čestice za koje se pretpostavlja da se nalaze u zvijezdama blizancima. teoretizirana čudna materija za koju se pretpostavlja da čini neutronske zvijezde
I još nedavno otkriveni vremenski kristalni koji imaju mala energetska stanja i čudne osobine kroz vremensku simetriju.
Da podvućemo dakle crtu, imamo nova stanja materije, ali ne njih 6 ili 7 već mnogo više stanja. Imamo mnogo ekstremnih stanja materije.
Nedavno je tim istraživača na Samsung Advanced Institutu za tehnologiju (SAIT) razvio “grafensku * loptu”, jedinstveni materijal za baterije koji omogućava povećanje kapaciteta od 45% i pet puta brže punjenje od standardnih litijum-jonskih baterija. Progres obezbeđuje obećanje za tržište sekundarnih baterija sljedeće generacije, naročito u vezi sa mobilnim uređajima i električnim vozilima. U svom istraživanju, SAIT je blisko sarađivao sa Samsung SDI-om, kao i timom iz Nacionalnog univerziteta u Seulu za hemijsko i biološko inženjerstvo.
Litijum-jonske baterije su prvi put komercijalizovane 1991. godine i široko se primenjuju na tržištu mobilnih uređaja i električnih vozila. Međutim, sa standardnim litijumskim baterijama koje zahtijevaju vrijeme punjenja od najmanje sat vremena do potpunog punjenja, čak i uz brzu tehnologiju punjenja, a za koje se smatra da su dostigle limit za širenje kapaciteta, postojali su brojni pokušaji da se istražuje korištenje novih inovativnih materijala. Među materijalima koji su razmatrani, grafen je postao primarni izvor zanimanja kao reprezentativni materijal nove generacije.
U teoriji, baterija zasnovana na materijalu “grafenske lopte” zahtijeva samo 12 minuta da se potpuno napuni. Pored toga, baterija može održavati veoma stabilnu temperaturu od 60 stepeni Celzijusa, a stabilne temperature baterije posebno su ključne za električna vozila.
U svom istraživanju, SAIT je tražio pristup za primjenu grafena, materijala sa visokom jačinom i provodljivost na baterije, i otkrio mehanizam za masovnu sintetizaciju grafena u 3D oblik kao što je kokica koristeći pristupačni silicijum (SiO2). Ova “grafenska lopta” je korišćena i za zaštitni sloj anoda i za katodne materijale u litijum-jonskim baterijama. To je omogućilo povećanje kapaciteta punjenja, smanjenje vremena punjenja i stabilne temperature.
Dr. Son In-hyuk, koji je vodio projekat u ime SAIT-a, rekao je: “Naše istraživanje omogućava masovnu sintezu multifunkcionalnog kompozitnog materijala grafena po pristupačnoj cijeni. Istovremeno, uspjeli smo znatno poboljšati mogućnosti litijum-jonskih baterija u okruženju u kojem tržište mobilnih uređaja i električnih vozila raste brzo. Naša posvećenost je da kontinuirano istražujemo i razvijemo sekundarnu tehnologiju baterija u svjetlu ovih trendova. “
Hodajte po vodi i ljudi mogu početi misliti da možete raditi čuda. No, ići po vrhu površine određenih tekućina ima u potpunosti prizemno znanstveno objašnjenje.
Novi dokazi sugeriraju da stres koji učini hodanje po mješavini kukuruznog škroba i vode omogućava prelaz pješice jer se mješavina sažima u čvrsti materijal koji može podržati težinu osobe.
Oobleck je ono što je poznato kao nenewtonovska tekućina, klasa relativno čestih tekućina koje se ponašaju neočekivano na ne-tekuće načine. Kečap, koji teče iz boce i još se skuplja uredno po liniji vašeg hot doga, još je jedan primjer. Tako isto boje, pasta za zube i šampon ponekad teku, a ponekad uzimaju čvršći oblik.
Od svih ne-newtonskih tekućina, međutim, oobleck je jedna od najčudnijih. Ako umočite vašu ruku polako, on se ponaša kao normalna tekućina – ali ako se krećete prebrzo, tvori čvrstu masu. Nastavnici i studenti koji vole zabavu odavno znaju da mogu popuniti kadu s oobleckom i pretrčati bez potonuća, no prethodna znanstvena objašnjenja za ovo su bila nedovoljna.
Mnogi istraživači su mislili da povećana viskoznost može biti odgovorna, ali ta sila stvorena za to povećanje viskoznosti nije dovoljna da bi ljudsko tijelo ostalo na površini. Dakle, znanstvenici su tražili druga objašnjenja.
Kada trćite preko stvari, ne širite ju koliko ju kompresirate.
Fizičar Heinrich Jaeger izvršio je nekoliko pokusa da bi dublje istražio svojstva ooblecka . Umjesto da mjere njen tok – tipičan pristup fizičara koji rade s ne-newtonskim tekućinama, ovaj put su istraživači pucali štapom po ooblecku i snimili proces s high-speed kamerom. Akcelerometar su mjerili silu šipke dok je udarala površinu.
Rezultati su pokazali da su se čestice kukuruznog škroba suspendirane u vodi skupljale zajedno, prisiljavajući ih da se ponašaju poput tvrdog predmeta. Tekućina grupirana poput snijega ispred ralice, formira kvazi-čvrsto stanje.
Da biste dobili bolji izgled iznutra, Waitukaitis je tako promatrao tekućinu sa stomatološkim strojem za X-zrake. To je otkrilo još jedan dokaz o kolonama potporne strukture.
Waitukaitis i Jaeger su izračunali da polu-kruti stupci daju dovoljno snage da drže težinu čovjeka, pod uvjetom da trči dovoljno brzo.
„Ovo je važno promatranje jer pokazuje da taj fluid može držati puno veću težinu”, rekao je fizičar Eric Brown sa Sveučilišta u Kaliforniji, Merced, koji radi na ne-newtonskim tekućinama.
No, Brown smatra da ovo nije poptuno objašnjenje. Privremeni čvrsti stup možda ne podržava čovjeka ako nije došao na dno kade, što vjerojatno drži dio težine, rekao je on.
Waitukaitis se ne slaže s ovim tumačenjem, sugerirajući da čak i ako bi čovjek pregazio okean od oobleck – a pri čemu kruti stup nije dotakao dno – on će biti podržan.
Ali oba istraživača se slažu da je studiranje nenewtonovskih tekućina važno. I pored mesijanskog trika za zabavu, mješavine kao što su oobleck bi jednog dana mogle biti korištene kako bi spasili živote. Već nekoliko laboratorija pokušavaju ubrizgati nenewtonovske tekućine u Kevlar, u suštini stvarajući tekući tijelesni oklop. Smatra se da bi ovi materijali mogli zaustaviti metke bez da budu teški i bili bi dovoljno tećni kako bi pružali lako kretanje.
Skenirajući Tunelski Mikroskop (STM) je veoma moćna tehnologija za snimanje površine i karakterizaciju materijala sa mogućnošću postizanja atomske rezolucije. STM je zasnovana na kvantno-mehaničkom efektu tunelovanja elektrona. Kada se zašiljen vrh od provodnog materijala približi provodnom ili poluprovodničkom materijalu napon koji je prethodno ostvaren između vrha i materijala omogućava prolazak elektrona kroz vakuum koji ih razdvaja. Nakon uspostavljanja toka elektrona struja koja teče između uzorka i vrha (koji igra ulogu sonde) je funkcija lokalne gustine stanja.
Njegov razvoj je 1981. donio pronalazačima, Gerd-u Binnig-u i Heinrich-u Rohrer-u (sa IBM Zürich), Nobelovu nagradu za fiziku, 1986.
Za STM, dobrom rezolucijom se smatra 0,1 nm poprečno, i 0,01 nm po dubini. Sa ovakvom rezolucijom, pojedinačni atomi na površini materijala su jednostavno uslikani, sa mogućnošću manipulacije.
Mnoge druge mikroskopske tehnike su razvijene na bazi STM. One uključuju: fotonsku skenirajuću mikroskopiju (PSTM), koja koristi optički šiljak za tuneliranje fotona; skenirajući tunelski potenciometar (STP), koji mjeri električni potencijal površine; spin polariziranu skenirajuću tunelsku mikroskopiju (SPSTM), koja koristi feromagnetični šiljak da tunelira spin-polarizirane elektrone u magnetskom uzorku, kao i mikroskopiju atomske sile (AFM), u kojoj se mjeri sila uzrokovana interakcijom između vrha i uzorka.
fonon (fon- + [fot]on), u fizici čvrstog stanja, kvant energije mehaničkih vibracija u čvrstom tijelu. Uveden je po analogiji s fotonom (kvantom elektromagnetskoga titraja), primjenom zakona kvantne mehanike na mehaničke titraje. Koncepcija fonona kao uvedene kvantnomehaničke veličine prikladna je pri istraživanjima širenja zvuka u čvrstom tijelu, vođenja topline, toplinskoga kapaciteta, raznih električnih efekata u poluvodičima te pri disperziji rendgenskoga zračenja i neutrona u kristalima.
Ovo je ludo. Naučnici su stvorili potpuno novu vrstu materije. Došli su nam vremenski kristali. Ovi vremenski kristali imaju osobine koje se nisu nikad dosad vidjele u normalnim tipovima materije.
Normalno je materija nepokretna, kreće se samo ako ju neko pokrene. Npr. lopta u mirovanju je puna potencijalne energije ali kad ju se primjeri njena potencijalna energija se pretvara u kinetetičku.
Vremenski kristali se kreću u stanju mirovanja. Oni su kao lopta koja je zauvijek u kretanju. Oni si uvijek nestabilni sve do nivoa atoma. Oni si prva materija koja nije u ekvilibrijumu ikad stvorena! Normalna materija se sastoji od kristalnih rešetki u 3D prostoru sa oblicima koji se ponavljaju u prostoru, međutim u vremenskim kristalima oblici se ne ponavljaju samo u prostoru već i u vremenu. Oni su u osnovi 4D kristali. Koncept vremenskih kristala je prvo predložen od strane dobitnika Nobelove nagrade Franka Wilczeka. On je dao hipotezu da bi mogla postojati materija koja bi se mogla kretati i u osnovnom stanju. Vremenski kristali bi se mogli kretati bez da im se dodaje energija jer bi bili napravljeni da budu nestabilni tako lomeći simetriju vremena i bili bi sačinjeni od atoma koji bi se neprestano kretali.
Jednom kad se ova hipoteza pojavila istraživači su se fokusirali na stvaranje materije koja bi mogla slomiti vremensku simetriju. U augustu 2016 godine objavljen je članak koji je bio nazvan: “Most između teorijske ideje i eksperimentalne implementacije.” Dva tima s Univerziteta u Marylandu i Harvard – a su se bacila na posao spravljanja vremenskih kristala. Oba tima su bila uspješna, ali su koristili različite metode. Prvi su pomoću lasera i magneta potakli atome na oscilovanje i primjetili da jednom potaknuti na kretanje i oscilovanje ti atomi se kreću i brže nego što ih se prvi put potaklo. Tako je stvorena nova vrsta materije koja se nastavila kretati čak i u osnovnom stanju. Istraživači sa Harwarda su njihove vremenske kristale napravili drugačije. Koristili su druge vrste atoma i umjesto lasera upotrijebili su mikrovalove da bi ih okretali i potakli na oscilovanje.
Ova nova vrsta materije bi mogla dovesti do napredka u razvoju kvantnih računala. Otkriće vremenskih kristala je dokaz da se vremenska simetrije može slomiti i da postoji materija koja nije u ekvilibrijumu.
Kockasti magnet levitira iznad superprovodnog materijala
Visokotemperaturni superprovodnik levitira iznad magneta
Levitacija je pojava da neko tijelo ne reagira na djelovanje privlačne sile u čijem je polju smješteno. Otsutnost nužne reakcije – pojave akceleracije (padanja), ka hvatištu privlačne sile, ili pak pojave težine – otsutnost, dakle, takve reakcije, tj. levitacija, koliko je poznato, može biti uzrokovana specifičnim, orbitalnim, tj. kružnim kretanjem levitirajućeg tijela u polju privlačne sile.
No levitacija može biti uzrokovana i djelovanjem neke repulzivne, odbojne sile: elektriciteta ili magnetizma.
Levitacija ili lebdenje uvijek je lebdenje u odnosu na nešto: nekakvo polje, čvrstu podlogu, čvrstu površinu Zemlje, masu ili površinu nekog drugog nebeskog tijela. Levitacija se nužno pojavljuje i u tzv dubokom svemiru, tj. daleko od velikih masa nebeskih tijela, gdje je vektorski zbroj djelovanja svih sila na neko tijelo jednak nuli. Nasuprot ovom, znanstveno-fizikalnom poimanju levitacije, ima mišljenja da i nekakva duhovna snaga može uzrokovati levitaciju. Dalje. Razni mađioničarski, opitčki ili filmski trikovi sugeriraju levitiranje predmeta i ljudi i služe za zabavu.
Budući da je levitacija fizikalni fenomen, ovdje ćamo dati prvenstveno znanstveno fizikalno objašnjenje ili definiciju tog fenomena. Riječ levitacija dolazi od lat: levitas – lakoća i Novolat. levitatio – lebdenje.
Prirodna i umjetna levitacija
Magnetno levitirani (maglev) voz
Kad je riječ o levitaciji, treba razlikovati prirodnu levitaciju od one koja je postignuta čovjekovim umijećem – umjetne. Prirodna je ona u okviru koje jedna nebeska tijela lebde u odnosu na druga, a umjetna, koja je nastala iz ljudskog umijeća i koristi se na razne načine u tehnologiji. Umjetna obuhvaća lebdenje ljudi i ljudskih tvorevina u odnosu Zemlju ili moguće njihovo lebdenje u odnosu na druga masivna nebeska tijela – planete, njihove prirodne satelite, lebdenje maglev vlakova itd.
No obje ove vrste levitacije, i prirodna i umjetna počivaju na istim fizikalnim, odnosno prirodnim zakonima. Budući da je cijeli, makro i mikro materijalni univerzum u stalnom kruženju, može se reći da svekoliki svemir lebdi ili levitira u samom sebi, ted a je to stanje uvjet njegova opstanka u ovakvom obliku kakvog ga poznajemo danas.
Stvarna i prividna levitacija
Veoma je važno razlikovati stvarnu i prividnu levitaciju. Stvarna levitacija ustvari je trajno bestežinsko stanje – stanje u kojem tijela gube težinu. Slučajevi, pak, u kojima tijela, za vrijeme levitiranja, ne gube težinu spadaju u područje prividne levitacije.
Vidovi prividne levitacije
Tu spadaju magnetska i dijamagnetska levitacija, elektrostatska, aerodinamička i još neke druge. U tim slučajevima lebdenje se postiže odbijanjem istoimenih magnetskih polova ili istoimenog električnog naboja, ili pak odupiranjem o zrak. No u svim tim slučajevima, tijela koja lebde, (preko nevidljivog i neopipljivog medija – magnetskog ili električnog polja ili pak zraka) svom svojom težinom pritišću podlogu iznad koje lebde. Ove vrste levitacije efikasne su i ekonomične samo na vrlo malim udaljenostima – udaljenostima od nekoliko milimetara do nekoliko decimetara.
Prividna levitacija vrlo je korisna u tehnologiji. Koristi se za magnetske ležajeve, superbrze, maglev vlakove, hoverkrafte itd.
No, ovdje treba skrenuti pažnju na još jednu stvar. Svi vidovi prividne levitacije dijele se na dvije vrste:
levitaciju za čije je održanje potrebno trošiti energiju, i
onu za čije održanje nije potrebno trošiti nikakvu energiju.
U prvu vrstu spada lebdenje helikoptera i howerkrafta, i druga, slična, a u onu drugu lebdenje bazirano na odbojnim silama što proizlaze is magnetskih ili elektrostatskih polja. Ova druga vrsta levitacije bitno je ekonomičnija, ali je ograničena samo na vrlo male udaljenosti između lebdećeg predmeta i podloge koja mu omogućuje lebdenje.
Stvarna levitacija
Stvarna levitacija, trajno bestežinsko stanje. Postiže se kružnim kretanjem, orbitiranjem u Zemljinom gravitacijskom polju, ili polju nekog drugog nebeskog tijela. Npr: lebdenje astronauta u njihovim svemirskim brodovima dok kruže oko Zemlje..). Dok se satelit ili svemirska stanica kreću oko Zemlje, gravitacija na njih djeluje kao centripetalna sila, tj. privlači ih i skreće na kružnu putanju. Mase letjelica i astronauta opiru se promjeni smjera kretanja. Posljedica tog njihovog opiranja, tj. inercije (pri brzini od 7,9 km/sec.) jest trajno bestežinsko stanje, levitiranje. Kod ovakvih kretanja, inercija tijela manifestira se kao reaktivna, centrifugalna sila [Gallileo – Zakon inercije i Newton 3 (Zakon akcije i reakcije)]. Pri brzini od 7,9 km/sec. ona je jednaka centripetalnoj (tj. gravitaciji koja vrši funkciju centripetalne sile), pa ju ukida, anulira i omogućuje lebdenje.
Trajno bestežinsko stanje ili stvarna levitacija je, dakle, posljedica jednakosti centripetalne i centrifugalne sile. Za vrijeme te levitacije tijela gube svoju težinu, ali ne i masu i inerciju. Ova vrsta levitacije funkcionalna je i apsolutno ekonomična i na vrlo velikim udaljenostima od tijela u odnosu na koje se zbiva. Neophodna je za održavanje umjetnih satelita u njihovim orbitama, ali je dugotrajno izlaganje bestežinskom stanju štetno za ljudsko zdravlje.
Za održavanje stvarne levitacije nije potrebna nikakva energija. Prirodni ili umjetni sateliti mogu lebdjeti u odnosu na neko drugo nebesko tijelo mnogo milijardi godina, a da za to ne potroše nikakvu energiju. Primjer za to je lebdenje Zemlje u odnosu na Sunce. Još bolji slikovitiji primjer su geostacionarni sateliti, koji nepomično lebde iznad neke točke na ekvatoru ne trošeći apsolutno nikakvu energiju. Energija se mora potrošiti samo na postizanje brzine levitacije, odnosno satelizacije i izdizanje iznad atmosfere, tj. plinskog omotača onih nebeskih tijela koja ga imaju. (Plinski omotač, naime, svojim otporom kretanju letjelica smanjuje njihovu brzinu.) Zbog ove svoje osobitosti, ovaj vid stvarne levitacije je iznimno ekonomično sredstvo za zadovoljavanje nekih vitalnih potreba ljudske vrste.
Jednadžba za izračunavanje brzine neophodne za postizanje trajne levitacije, vl identična je jednadžbi za veličinu brzine satelizacije:
vl = korijen iz GM/R
Gdje je G gravitacijska konstanta, M masa nebeskog tijela, i R radius kretanja satelita, tj. udaljenost od središta nebeskog tijela, npr. Zemlje.
Brzina levitacije, vl ustvari je brzina satelizacije vs.
U najnižim orbitama, brzina levitacije ili satelizacije je 7,9 km/sec. U višim orbitama ta je brzina manja. Geostacionarni sateliti, koji lebde iznad određene točke na ekvatoru, kreću se brzinom od samo 3,05 km/sec. Kutna brzina njihovog kretanja jednaka je Zemljinoj. Mjesec lebdi u odnosu na Zemlju također na osnovu centrifugalne sile koja proizlazi iz brzine njegovog orbitiranja oko Zemlje, od svega 1,002 km/sec. Zemlja je u bestežinskom stanju u odnosu na Sunce, tj. lebdi u odnosu na njega na bazi brzine od 30 km/sec.
Kako je upravo rečeno, Zemlja je u bestežinskom stanju i levitra u odnosu na Sunce, a i ljudi i stvari na Zemlji također, ali i ljudi i stvari na Zemljinoj površini nisu u bestežinskom stanju, tj. ne levitiraju u odnosu na sâmu Zemlju. Radi toga je gore bilo istaknuto da je levitiranje uvijek levitiranje u odnosu na nešto.
Gravifugalna levitacija
U svim navedenim slučajevima levitacije, a i mnogim sličnim, u kojima gravitacija ima funkciju centripetalne sile, možda bi, radi što veće jasnoće, gravitaciju trebalo nazivati gravipetalnom silom, a reakciju na njeno djelovanje gravifugalnom. Levitacija i kružna putanja levitirajućeg tijela bila bi, po toj terminologiji, posljedica jednakosti gravipetalnih i gravifugalnih sila. Gore opisani slučajevi stvarne levitacije mogli bi se, dakle, nazivati gravifugalnom levitacijom. Za razliku od npr. magnetske ili dijamagnetske, ta vrsta levitacije do sada nije imala nikakvog imena. Ako se, dakle ne bi koristila ova terminologija onda bi levitiranje astronauta i sva ostala koja se baziraju na djelovanju gravitacije kao centripetalne sile, ostala bez svog specifičnog imena kojeg bi, radi lakšeg i točnijeg razumijevanja trebali imati.
To je naročito važno kad je u pitanju gravifugalna levitacija, jer je ona najvažniji vid levitacije za ljudsku vrstu, tj. za ostvarivanje njenih ciljeva i “normalnog”načina njenog opstanka.
Ali, i ostale fundamentalne sile mogu imati funkciju centripetalne sile, npr. Elektricitet. Elektron koji kruži oko atomske jezgre, lebdi u odnosu na nju, i to na osnovu jednakosti elektropetalne i elektrofugalne sile. To je također primjer stvarne levitacije.
Stvar stoji slično ili isto i sa magnetizmom i nuklearnom silom.
Korištenjem ovakvih termina uspostavlja se mogućnost razlikovanja uistinu različitih oblika levitacije: magnetske i magnetofugalne, elektrostatske i elektrofugalne, gravifugalne itd. Nadalje, moguće je jasno razlikovati stvarnu od prividne levitacije.
Inercija i levitacija
Stvarna levitacija postiže se suprotstavljanjem inercije tijela nekoj od fundamentalnih sila koja ima funkciju centripetalne sile – gravipetalnoj, elektropetalnoj. Inercija se suprotstavlja određenoj sili centripetalnog smjera tako što tijelo, koje se želi dovesti u stanje levitacije, ubrza na kružnu putanju oko hvatišta te centripetalne sile. Npr. Astronaute i njihove brodove oko središta Zemlje, jer hvatište gravipetalne sile je u središtu, odnosno težištu Zemlje. Kružno kretanje oko Zemlje ili nekog drugog nebeskog tijela, na neki način “povećava” inerciju tijela koja se tada manifestira kao centrifugalna, tj., preciznije, gravifugalna sila koja odvlači tijelo od hvatišta gravipetalne sile.
Važna napomena. Jedino suprotstavljanjem inercije tijela gravitacijskom privlačenju, i to posredstvom kružnog kretanja, može se spriječiti gravitacijsko ubrzanje (slobodni pad), na takav način da tijelo ostane u trajnom bestežinskom stanju.
Levitacija i bestežinsko stanje
Kratkotrajno bestežinsko stanje može se postići i slobodnim padanjem ili paraboličkim kretanjem aviona, ali u tim slučajevima ne možemo govoriti o levitaciji ili lebdenju, zato što slobodni pad, iako je stvarno bestežinsko stanje, nije levitacija u pravom smislu te riječi, jer levitacija podrazumjeva da se udaljenost, između težišta tjelesa koja se privlače, ne smanjuje. Kod padanja, međutim, radi se o baš smanjivanju te udaljenosti. Za ono što pada, naime, nikako ne možemo tvrditi da lebdi. I obrnuto: ono što lebdi, to ne pada.
Levitacija i bestežinsko stanje ne moraju, dakle, u svim slučajevima biti identične pojave. Svako bestežinsko stanje nije ujedno i levitacija, a svaka levitacija nije nužno i bestežinsko stanje.
Postizanje prividne levitacije
Privlačna sila između dvaju tijela, naime, može se manifestirati, ili kao ubrzanje (slobodni pad), ili kao težina. Ako se manifestira kao ubrzanje, onda nema težine. A ako se nekom vanjskom silom spriječi ubrzanje, pojavljuje se kao težina – privlačni mehanički napon, tēžēnje ili težnja.
Ako se gravitacijsko ubrzanje, slobodni pad nekog tijela spriječi nekom vanjskom odbojnom (repulzivnom), silom (magnetizmom ili elektrostatskim nabojem), ono će lebdjeti u magnetskom ili elektrostatskom polju. No magnetizam ili elektricitet, koji uzrokuju lebdenje tijela, uvijek, i istovremeno uzrokuju i pojavu težine tog tijela koje lebdi. Magneti, npr. koji lebde jedan iznad drugoga na vagi pokazati će istu težinu kao i onda kada ne lebde, nego leže na plitici vage, jedan pored drugoga. A ako ih se pusti da padaju, neći imati nikakve težine.
Gravitacijsko ubrzavanje tijela može se spriječiti i nekom vanjskom pseudosilom. Npr. čvrstoćom površine nekog drugog tijela ili čvrstom površinom Zemlje. I u tom se slučaju privlačna sila između Zemlje i tijela koje leži ili stoji na njoj pojavljuje kao težina. Razlika je samo u tome što je pritisak na podlogu, kod prividnog lebdenja – pritisak koji potiče od težine tijela – posredovan nevidljivim i neopipljivim magnetskim ili elektrostatskim poljem.
Razlika u postizanju prividne i stvarne levitacije
U stanje prividne levitacije, tijela se dovode tako da se njihovo ubrzavanje prema hvatištu sile koja ih privlači ne sprečava djelovanjem njihove vlastite inercije, nego nekom vanjskom silom (magnetizmom, elektricitetom itd.). Tim istim činom, tijela se čine i teškim, jer, kako je već rečeno, za vrijeme prividne levitacije tijela dobijaju i zadržavaju svoju težinu.
Prava tj. stvarna levitacija, trajno bestežinsko stanje, postiže se dovoljno brzim kretanjem koje je uvijek okomito na smjer djelovanja privlačne sile. To je kružno, orbitalno kretanje. Pri takvom kretanju, kao što je gore rečeno, inercija tijela manifestira se kao sila centrifugalnog smjera, koja anulira privlačnu silu, tj. silu centripetalnog smjera, gravitaciju, ili pak puno točnije, gravipetalnu silu.
Razlika između gravitacije i gravipetalne sile nije samo u imenu, nego također i u matematičkim izrazima kojima se određuje njihova narav i veličina. Izraz za veličinu gravitacije, F je
F = GMm/R2 ,
a za veličinu gravipetalne sile:
Fgp = GMm/R2 – mv2/R
Različiti vidovi stvarne levitacije
Kao što postoje različite vrste prividne levitacije, tako ima i raznih vrsta stvarne levitacije, a razlikuju se po tome koja od privlačnih sila vrši funkciju centripetalne sile. Evo tih sila i centrifugalnih reakcija na njihovo centripetalno djelovanje.
Termini «centripetalan» i «centrifugalan» samo su opće oznake smjera djelovanja neke sile – ka centru, ili od njega.
Sila
centripetalni smjer
centrifugalni smjer
posljedica
Gravitacija
gravipetalna sila
gravifugalna sila
levitacija
Električna sila
elektropetalna
elektrofugalna
levitacija
Magnetizam
magnetopetalna sila
magnetofugalna
levitacija
Nuklearna sila
nukleopetalna
nukleofugalna
levitacija
Čvrstoća
solidopetalna
solidofugalna
nema levitacije
Stvarna levitacija može se pojaviti jedino ako neka od fundamentalnih sila služi kao centripetalna sila – gravipetalna, elektropetalna, magnetopetalna i nukleopetalna. Reakcije na centirpetalno djelovanje fundamentalnih sila – gravifugalna, elektrofugalna magnetofugalna i nukleofugalna – uvijek su reaktivne sile ili pseudosile – manifestacije inertnosti mase.
Čvrstoća – soliditas – tretira se u fizici kao pseudosila, a solidopetalna sila također. Stoga solidofugalna sila ne može uzrokovati levitaciju kao u gornjim slučajevima, nego samo mehanički napon, naprezanje u masi rotirajućeg tijela.
Levitacija – osnovno stanje svemira
Budući da je u prirodi – počev od atoma do galaksija ili galaktičkih jata – sve u kružnom kretanju, nužno je zaključiti da su sve gore nabrojane vrste centrifugalnih i centripetalnih sila uravnotežene i da je levitacija osnovno stanje cijelog materijalnog svemira i uvjet njegovog opstanka u takvom oblikku u kakvom ga poznajemo danas.
Fizikalne činjenice i zakoni koji omogućuju da se shvati zašto se pojavljuje stvarna levitacija
U slučaju rotacije čvrstog tijela, veličine solidopetalne i solidofugalne sile uvijek su jednake i suprotnog smjera (Newton 3). Veličina im je proporcionalna brzini rotacije čvrstog tijela:
F = mv2 / r
U slučaju u kojem gravipetalna sila ima funkciju centripetalne sile (npr. u slučaju orbitiranja astronauta i njihovih svemirskih brodova oko Zemlje), gravipetalna i gravifugalna sila također su jednake i suprotnog su smjera, ali su obje sile obrnuto proporcionalne brzini rotacije, tj. orbitiranja.
Ako se, npr. poveća brzina nekog tijela (pri kretanju koje je okomito na smer djelovanja gravitacije onda se tim činom (prije postizanja brzine levitacije ili satelizacije ) neće povećati, nego smanjiti veličina gravipetalne i gravifugalne sile, što će se najprije očitovati kao smanjenje težine ubrzavanog tijela. Npr,: zbog Zemljine rotacije, npr. na ekvatoru, zbog brzine od 464 m/sec. tijela gube 0, 34% svoje težine. S postizanjem brzine levitacije ta težina potpuno se gubi, jer se, pri brzini levitacije ili satelizacije gravifugalna i gravipetalna sila potpuno isključuju i svode na nulu. To je ključni faktor koji omogućuje levitaciju. Ako bi se pak, nakon postizanja brzine levitacije, još više povećala brzina, ne bi se povećala veličina gravifugalne sile, niti postigla nekakva antitežina, nego bi se samo povećao radius, R kretanja ubrzavanog tijela. Tako se povećava i visina kruženja umjetnih satelita. No nakon što se postigne željena visina, brzina im se smanjuje.
Imajući na umu da, se, povećavanjem radiusa orbitiranja, R, eksponencijalno (za R2), smanjuje gravipetalna sila (tj. gravitacija koja vrši funkciju centripetalne sile), lako je razumjeti zašto tijela koja orbitiraju na većim visinama trebaju imati manju linearnu, ili perifernu brzinu orbitiranja. Vidi prethodni tekst i jednadžbu:
Fgp = GMm/R2 – mv2/R
Treći faktor koji omogućuje stvarnu levitaciju za sada još nema neko znanstveno objašnjenje, kao ni sama gravitacija, ali je dobro poznat način njegovog ponašanja.
Radi se o inerciji.
Ona je inherentno svojstvo mase da se uvijek opire promjeni brzin kretanja tijela ili smjera njegovog kretanja, Inercija je toliko inherentna masi da u fizici važi formula:
m = i
Da nema inercije, gravitacijsko ubrzanje tjelesa bilo bi neusporedivo veće nego što stvarno jest, no inercija ga radikalno smanjuje. Pri kružnom kretanju tijela oko hvatišta gravitacijske, tj. gravipetalne sile, inercija se manifestira kao gravifugalna, repulzivna, odbojna, sila u odnosu na gravitaciju. Pri brzini satelizacije inercija neutralizira gravitaciju i omogućuje lebdenje, a pri povećanju brzine iznad brzine satelizacije, «odbija», tj. udaljava promatrano tijelo od nebeskog tijela oko kojeg orbitira.
Vjerovanja o levitaciji
Takozvani trezveni ljudi, koji su redovito pesimisti ili skeptici, najčešće potpuno previđaju onu stvarnost levitacije koja je gore bila opisana, pa o ovoj stvari misle na osnovu predrasude: da levitacija nije moguća i da nikad neće biti ni postignuta. S druge strane pak, ono neosviješteno i nekritičko optimističko mišljenje, koje vjeruje u mogućnost levitacije, također previđa njenu stvarnost i najčešće ju povezuje sa «antigravitacijom», pa podrazumijeva da bi levitacija trebala biti posljedica djelovanja antimaterije, nekog polja ili pak nekakve antigravitacijske sile.
No antigravitacijska levitacija, o kojoj se najčešće govori, još nigdje nije detektirana, a niti pojmljena, shvaćena. Za sada postoji samo u formi nekakve nejasne, nedefinirane opće želje za oslobođenjem od gravitacije. Na bazi suvremene znanosti nije moguće razumjeti unutarnju strukturu te želje, niti njenu zbiljsku, fizikalnu bazu. Isto važi i za tzv. antigravitacijsku silu. I ona, za sada postoji samo kao potpuno nejasna, proturječna fantazmagorija bazirana isključivo na onoj želji. Nema nikakvog dokaza o uspješnom stvaranju nekakvog antigravitacijskog uređaja, polja ili štita. Ono što je, na tom polju uistinu ostvareno i dalo određene (vrlo male) efekte, spada u područje prividne levitacije pomoću koje se ne mogu zadovoljiti ljudske potrebe za izlaskom u svemir i opstankom u njemu.
Meditativna, volitivna ili tzv. paranormalna ili spiritualna levitacija – također se čini kao stvar želje, religijskih vjerovanja ili praznovjerja. O slučajevima levitiranja nekih svetih ljudi ili jogina, o kojima se već odavno izvještava, ne može se govoriti bez opravdane i temeljite skepse.
U jednom drugom članku rekao sam da je ovakvo, spiritualističko shvaćanje levitacije stvar radikalno infantilnih želja, te da, nasuprot općem, vrlo raširenom uvjerenju, njeno ostvarenje ne bi čovjeku donijelo ništa dobroga.
Iluzija levitacije
Ovaj privid levitacije postiže se raznim optičkim, filmskim i drugim trikovima i služi uglavnom za zabavu. Katkada se koristi i u umjetnosti, radi postizanja raznih umjetničkih efekata ili ciljeva.
Moguća budućnost levitacije
Ljudska potreba za oslobađanjem od gravitacije; za posjetom drugim nebeskim tijelima i potreba za osvajanjem svemira i životom u njemu, moći će se – gdje to bude potrebno i moguće – kao i do sada, zadovoljavati, korištenjem gravifugalne sile i gravifugalne levitacije, ali ne isključivo upotrebom raketne tehnike, nego također upotrebom gravifugalne letjelice.
Reference
“Antigravity and gravifugal levitation, introduction”.
Paul C. Nordine, J. K. Richard Weber, and Johan G. Abadie (2000), “Properties of high-temperature melts using levitation”, Pure and Applied Chemistry72, DOI:10.1351/pac200072112127
