பொருள் நிலைகளின் பட்டியல்

பொருளும் அதன் உட்கூறுகளும் அழுத்தம், வெப்பநிலை போன்ற வெளிப்புற காரணிகளைப் பொறுத்து பல்வேறு முகங்களாக அல்லது பொருளின் நிலைகளாக ஒழுங்கமைகின்றன. இயல்பான வெப்பநிலை, அழுத்தங்களில், அணுக்கள் பொருளின் மூன்று மரபான திண்ம, நீர்ம, வளிம நிலைகளை உருவாக்குகின்றன:. சிக்கலான மூலக்கூறுகள் நீர்மப் படிகங்கள் போன்ற பல்வேறு இடைமுகங்களை உருவாக்கலாம், இவை நீர்ம,திண்ம நிலைகளுக்கு இடையில் பெயர்நிலைகளாக அமையும். உயர் வெப்பநிலை அல்லது வலுவான மின்காந்த புலங்களில் அணுக்கள் இயனியாக்கத்தால், மின்ம நிலையை உருவாக்குகின்றன.

குறைந்த வெப்பநிலையில், திண்மப் பொருட்களின் மின்னன்கள் பொருளின் பல்வேறு மின்னன் நிலைகளை ஒழுங்கமைக்க முடியும், அதாவது மீக்கடத்துமை நிலை, இது தடையிலாத நிலையாக வரையறுக்கப்படுகிறது. காந்த நிலைகளான இரும்பியல் காந்தவியம், எதிர் இரும்பியல் காந்தவியம் ஆகியவை பொருளின் நிலைகளும் கருதப்படுகின்றன, இதில் மின்னன் அணுக்கருத் தற்சுழற்சிகள் வெவ்வேறு வடிவங்களில் ஒழுங்கமைக்கப்படுகின்றன. பொருளின் இத்தகைய நிலைகள் செறிந்த பொருள் இயற்பியலில் ஆய்வு செய்யப்படுகின்றன.

சில விண்மீன்கள் தொடக்ககால புடவியில்(அண்டத்தில்) காணப்படும் முனைவு நிலைகளில், அணுக்கள் அவற்றின் கூறுகளாக உடைந்து, சில வகையான சிதைந்த பொருள் அல்லது குறுமன்( quark)பொருளாக உள்ளது. பொருளின் இத்தகைய நிலைகள் உயர் ஆற்றல் இயற்பியலில் ஆய்வு செய்யப்படுகின்றன.

20 ஆம் நூற்றாண்டில், பொருளின் பண்புகளைப் பற்றி உருவாகியுள்ள கூடுதலான புரிதல் பொருளின் பல நிலைகளை அடையாளம் காண வழிவகுத்தது. இந்தப் பட்டியலில் சில குறிப்பிடத்தக்க எடுத்துக்காட்டுகள் உள்ளன.

செவ்வியல் நிலைகள்

• திண்மம் : ஒரு திண்மம் ஒரு கொள்கலன் தேவையில்லாமல் ஒரு திட்டவட்டமான வடிவத்தையும் அளவையும் கொண்டிருக்கிறது. துகள்கள் ஒன்றுக்கொன்று மிக நெருக்கமாக அமைகின்றன.
  • உருவமற்ற திண்மம் : அணுக்களின் நிலைகளின் தொலைதூர வரிசை இல்லாத ஒரு திடப்பொருள்.
  • படிகத் திண்மம் : அணுக்கள், மூலக்கூறுகள் அல்லாத் இயனிகள் வழக்கமான வரிசையில் நிரம்பியிருக்கும் ஒரு திண்மம் ஆகும்.
  • செம்படிகம் : அணுக்களின் நிலைகள் நெடுந்தொலைவு வரிசையைக் கொண்டிருக்கும் ஒரு திண்மம். ஆனால் இது மீண்டும் மீண்டும் வராத வடிவத்தில் இருக்கும்.
  • இலாந்தவு கோட்பாட்டில் பல்லுருவப் பொருட்களின் வெவ்வேறு கட்டமைப்பு நிலைகள் வெவ்வேறு தனி நிலைகளாகக் கருதப்படுகின்றன.
• நீர்மம் : பெரும்பாலும் அமுக்க முடியாததே நீர்மம் ஆகும் . இது தன் கொள்கலனின் வடிவத்திற்கு இணங்கி அமையும். ஆனால் அழுத்தத்திலிருந்து கிட்டத்தட்ட தற்சார்பான நிலைத்த அளவை கொண்டிருக்கும்.
• வளிமம் : ஒரு சுருங்கக்கூடிய பாய்மம் ஆகும். ஒரு வளிமம் அதன் கொள்கலனின் வடிவத்தை எடுப்பது மட்டுமல்லாமல், கொள்கலனை நிரப்பி மேலும் விரிவடையும்.
• இடைமுக நிலைகள் : திண்மம், நீர்மத்திற்கு இடையில் உள்ள பொருளின் நிலைகள்.
  • நெகிழிப் படிகம் : இது நீண்ட நெடு நிலை வரிசையைக் கொண்ட ஒரு மூலக்கூறு திண்மம் ஆகும். ஆனால் சுழலும் தற்சார்பைத் தக்கவைக்கும் தொகுதி மூலக்கூறுகளைக் கொண்டிருக்கும்.
  • நீர்மப் படிகம் : இது நீர்மங்கள், படிகங்களுக்கு இடையில் உள்ள பண்புகள். பொதுவாக, ஒரு நீர்மம் போல் பாயும் படிகமாகும். ஆனால் நெடுந்தொலைவு நோக்குநிலை வரிசையை வெளிப்படுத்தும்.
• மீ உய்யநிலை நீர்மம் : போதுமான உயர் வெப்பநிலை, அழுத்தங்களில், நீர்ம, வளிமங்கள் இடையே உள்ள வேறுபாடு மறைந்துவிடும். இதுவே மீ உய்யநிலை நீர்மம் ஆகும்.
• மின்மம் : நடுநிலை அணுக்களால் ஆன வாயுக்களைப் போலன்றி, பிளாஸ்மாவில் கணிசமான எண்ணிக்கையில் இலவச எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் அயனியாக்கம் செய்யப்பட்ட அணுக்கள் உள்ளன. இது காந்தப்புலங்கள் மற்றும் மின்னோட்டங்களை தானே உருவாக்கலாம். மேலும்ம் மின்காந்த விசைகளுக்கு வலுவாகவும் கூட்டாகவும் துலங்குகிறது.

செறிமங்கள், மீப்பாய்மங்கள், மீக்கடத்திகள்

• போசு- ஐன்சுட்டைன் செறிமம் : இதில் அதிக எண்ணிக்கையிலான போசான்கள் அனைத்தும் ஒரே குவைய நிலையில் அமைகின்றன. எனவே, இதன் விளைவாக இது ஒரு ஒற்றை அலை/துகள் ஆகும். இது தாழ் ஆற்றல் கொண்ட நிலையாகும். இது ஆய்வகங்களிலும் மிகத் தாழ்ந்த வெப்பநிலையில் மட்டுமே உருவாக்கப்படும். இது சுழி கெல்வின் அல்லது முழுச் சுழி கெல்வினுக்கு அருகில் இருக்க வேண்டும். சத்யேந்திர நாத் போசும் ஆல்பர்ட் ஐன்சுட்டைனும் 1920 களில் இத்தகைய நிலை இருப்பதை முன்கணித்துள்ளனர், ஆனால் எரிக் கார்னெல், கார்ல் இவைமன் ஆகியோரால் 1995 வரை இது கவனிக்கப்படவில்லை.
• பெர்மியானியச் செறிமம் : போசு-ஐன்சுட்டைன் செறிமத்தைப் போன்றது ஆனால் பெர்மியன்களால் ஆனது. இது பெர்மி-திராக் செறிமம் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. பாலியின் விலக்கு கொள்கை பெர்மியான்கள் ஒரே குவைய நிலைக்கு நுழைவதைத் தடுக்கிறது, ஆனால் ஓர் இணை பெர்மியன்கள் ஒன்றோடொன்று பிணைக்கப்பட்டு ஒரு போசான் போல நடந்து கொள்ளலாம், மேலும் இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட இணைகள் கொடுக்கப்பட்ட மொத்த உந்தத்தின் குவைய நிலைகளை தடையின்றி கைப்பற்றும்.
• மீக்கடத்துமை : துல்லியமான சுழி மின்தடையுள்ள ஒரு நிகழ்வுளஆகும். இதன் ஒரு சிறப்பியல்பு உய்யநிலை வெப்பநிலைக்குக் கீழே குளிர்ச்சியடையும் போது சில பொருட்களில் ஏற்படும் காந்தப்புலங்களின் வெளியேற்றம் மிக்கடத்துமை உருவாக்குகிறது. மீக்கடத்துமை என்பது பல தனிம உலோகங்களின் தரை நிலை. மீக்கடத்திகள் பல வகைப்படும்:
  • மரபான மீக்கடத்தி : ஒற்றை வரிசை அளவுருவுடன் BCS கோட்பாட்டால் விவரிக்கப்பட்ட ஒரு மீக்கடத்தி ஆகும்.
  • மரபு சாராத மீக்கடத்தி : இது கூடுதல் சமச்சீர்மைகளை உடைக்கும் ஒரு மீக்கடத்தி ஆகும். இது எடுத்துக்காட்டாக, d- அலை அல்லது மும்மடங்கு மீக்கடத்தி, அல்லது ஒரு புல்டே–பெரெல்– இலார்க்கின்–ஓவ்சினிகோவ் மீக்கடத்தி ஆகும் .
  • இரும்பியல்காந்த மீக்கடத்தி: இவை இரும்பியல்காந்தமும் மீக்கடத்துமையும் உள்ளார்ந்த கூட்டிணைவில் உள்ள மீக்கடத்திப் பொருட்களாகும்.
  • 4e மின்னூட்ட மீக்கடத்தி : இது மின்னன்கள் கூப்பர் இணைகளாக பிணைக்கப்படாமல் மின்னன்களின் நான்கு மடங்குகளாக பிணைக்கப்பட்டுள்ள ஒரு முன்மொழியப்பட்டுள்ள நிலையாகும்.
• மீப்பாய்மம் : முனைவு வெப்பநிலையில் ஒரு சில குளிர்ந்தண்ணியக்க நீர்மங்களால் அடையப்படும் ஒரு நிலையே மீப்பாய்ம நிலையாகும். இவை உராய்வு இல்லாமல் பாய முடியும். ஒரு மீப்பாய்மம் ஒரு திறந்த கொள்கலனின் பக்கத்திலும் வெளியேயும் பாயலாம். ஒரு சுழலும் கொள்கலனில் ஒரு மீப்பாய்மத்தை வைப்பது குவையச் சுழல்களை ஏற்படுத்தும்.
• மீத்திண்மம் : ஒரு மீப்பாய்மம் போலவே, ஒரு மீத்திண்மம் உராய்வு இல்லாமல் நகரும் ஆனால் ஒரு திண்ம வடிவத்தை தக்க வைத்துக் கொள்ளும்.

காந்த நிலைகள்

• இரும்பியல் காந்தவியம் : இது தன்னியல்பான காந்தமயமாக்கலுடன் கூடிய பொருளின் நிலை ஆகும்.
• எதிர் இரும்பியல் காந்தவியம் : அண்டைய தற்சுழல் ஒன்றுக்கொன்று எதிரிணையாக இருக்கும் நிகர காந்தமாக்கல் இல்லாத பொருளின் நிலை ஆகும்
• இரும்பயல்காந்தவியம்
• மாற்றுக்காந்தவியம்
• <b id="mwkQ">தற்சுழல்-அடர்த்தி அலை</b> : தற்சுழல் அடர்த்தி அலை என்பது பருவமுறையில் குறிகையேற்றமுறும் ஓரமொழுங்கமைவு நிலை ஆகும்.
• சுருள்காந்தவியம்
• தற்சுழல் கண்ணாடி : இது தற்போக்குப் பான்மையுள்ள ஒரு காந்த நிலை ஆகும்.
• குவையத் தற்சுழல் நீர்மம் : குவையத் தற்சுழல்கள் ஊடாடும் அமைப்பில் உள்ள ஓர் ஒழுங்கற்ற நிலை ஆகும். மற்ற ஒழுங்கற்ற நிலைகளைப் போலல்லாமல், இது தன் ஒழுங்கின்மையை மிகத் தாழ்வான வெப்பநிலையில் பாதுகாக்கிறது.

மின்னன் ஒழுங்கமை நிலைகள்

• இரும்பியல் மின்முனைமை : இது தன்னியல்பான மின்முனைமையுள்ள பொருளின் நிலை ஆகும்.
• எதிர் இரும்பியல் மின்முனைமை : இது அருகருகே உள்ள மின் இருமுனைகள் எதிரெதிர் திசைகளை நோக்கி அமையும் பொருளின் நிலை ஆகும்.
• மின்னூட்ட ஒழுங்குபடுத்துதல்
• மின்னூட்ட அடர்த்தி அலை : மின்னூட்ட அடர்த்தி அலை என்பது பருவமுறையில் மாற்றமுறும் ஓர் ஒழுங்கு நிலை ஆகும்.

பொருளின் இடத்தியல்(Topological)வகை நிலைகள்

• • வையச் சட்டக நிலை : இது அளவீடு செய்யப்பட்ட சட்டக எதிர்ப்பைக் கொண்ட பொருளின் இடத்தியல் நிலை ஆகும். ==

• • பகவுக் குவையச் சட்டக நிலை : இது பகுதியளவு மின்னூட்டப்பட்ட அரைத் துகள் கொண்ட ஒரு நிலை ஆகும். சட்டகத் தடை, தடைக் குவையப் பகவு மடங்குகளில் அளவிடப்படுகிறது.
  • குவையத் தற்சுழல் சட்டக நிலை : குறைந்த ஆற்றலைச் சிதறடித்து குறைந்த வெப்பத்தை உருவாக்கும் மின்னன் கருவிகளின் வளர்ச்சிக்கு வழி வகுக்கும் ஒரு கோட்பாட்டு நிலையாகும். இது பொருளின் குவையச் சட்டக நிலையின் கொணர்வாகும்.
  • குவையப் பிறழ்மைச் சட்டக நிலை : வெளிப்புற காந்தப்புலம் இல்லாவிட்டாலும் கூட குவையச் சட்டகத் தடையின் அளவைக் கொண்டிருக்கும் நிலையாகும்.
• இடத்தியல் மின்காப்பி: இது ஒரு பொருள் தன் உட்புறம் மின்காப்பியாகவும், அதே நேரத்தில் இதன் மேற்பரப்பு ஒரு மின் கடத்தியாக செயல்படும் நிலையாகும்.
• குவையச் சட்டகவணி மின்காப்பி : இது பகுமைக் குவைய இருப்பு நிலையை ஒரு சட்டக மின்னன்களுக்குப் பொதுமைப்படுத்தும் நிலையாகும்.
• Berezinskii-Kosterlitz-Thouless பொருள்நிலை : வரம்பற்ற சுழல்-ஆன்டிவர்டெக்ஸ் ஜோடிகளைக் கொண்ட ஒரு 2D நிலை.
• சரவகை நிகர நீர்மம் : இந்த நிலையில் உள்ள அணுக்கள் ஒரு திரவம் போன்ற நிலையற்ற ஏற்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன, ஆனால் ஒட்டுமொத்த வடிவத்தில், திடப்பொருளைப் போல இன்னும் சீரானவை.
• இடத்தியல் செம்பொன்மங்கள்:
  • வெயில் செம்பொன்ம நிலை
  • திராக் செம்பொன்ம நிலை
• இடத்தியல் மீக்கடத்தி

கடத்துமை வழி வகைப்பாடு

பொருள்களின் பொன்ம, மின்காப்பீடு மின்கடத்துமை மாற்றத்தால், பொருளின் வெவ்வேறு குவைய நிலைகளாக, பொருட்களின் பொன்ம, காப்பு நிலைகள் கருதப்படலாம். பொருட்களை அவற்றின் பெர்மி மேற்பரப்புநிலை, சுழி வெப்பநிலையில் நேர்மின் கடத்துமை ஆகியவற்றின் வழியாக பின்வருமாறு வகைப்படுத்தலாம்:

• பொன்மம் :
  • பெர்மி நீர்மம் : இது பெர்மி மேற்பரப்பில் நன்கு வரையறுக்கப்பட்ட பகுதித் துகள் நிலைகளைக் கொண்ட பொன்மம் ஆகும்.
  • அற்பெர்மி நீர்மம் : இதுமரபுக்கு மாறான பண்புகள் கொண்ட பல்வேறு பொன்ம நிலைகளைக் குறிக்கும்.
• மின்காப்பி
  • பட்டை மின்காப்பி : இது மின்னன் கதிர்நிரலில் உள்ள அலைப்பட்டைஇடைவெளி காரணமாக மின்கடத்தாத மின்காப்பி ஆகும்
  • மோட் மின்காப்பி : இது மின்னன்களுக்கிடையேயான ஒழுங்கின்மை காரணமாக மின்கடத்தாத மின்காப்பி ஆகும்.
  • ஆண்டர்சன் மின்காப்பி : இது ஒழுங்கிலாத தூண்டல் குறுக்கீட்டு விளைவுகளால் மின்கடத்தாத மின்காப்பி ஆகும்.
  • மின்னூட்டப் பரிமாற்ற மின்காப்பிகள்

கலவை நிலைகள்

• காலப் படிகங்கள் : இது ஒரு பொருள் அதன் மிகக் குறைந்த ஆற்றல் நிலையில் கூட இயக்கத்தைக் கொண்டிருக்கும் பொருளின் நிலை ஆகும்.
• பொருளின் மறைக்கப்பட்ட நிலைகள் : இவை அடைய முடியாத அல்லது வெப்பச் சமநிலையில் இல்லாத நிலைகள் ஆகும். ஆனால், இவை ஒளிக்கிளர்வு வழி தூண்டப்படலாம்.
• சங்கிலி-உருகிய நிலை : பொட்டாசியம் போன்ற பொன்மங்கள், அதிக வெப்பநிலை, அழுத்தத்தில், திண்மம், நீர்மம் இரண்டின் பண்புகளையும் கொண்டுள்ளன.
• விக்னர் படிகம் : இது குறைந்த அடர்த்தி மின்னன்களின் படிக நிலை ஆகும்.
• அறுபடிக <b id="mwAQU">நிலை</b>
• இரும்பியல் மீண்மை நிலை

உயர் ஆற்றல் நிலைகள்

• சிதைந்த பொருள் : இது மிக உயர் அழுத்தத்தின் கீழ் உள்ள பொருளும் பாலியின் விலக்கு கொள்கை பின்பற்றும் பொருளின் நிலையும் ஆகும்.
  • மின்னன் சிதைந்த பொருள் : இது வெண்குறுமீன்களுக்குள் காணப்படுகிறது. மின்னன்கள் அணுக்களுடன் பிணைக்கப்பட்டுள்ளன, ஆனால் அருகிலுள்ள அணுக்களுக்கு இவைமாற முடியும்.
  • நொதுமி சிதைந்த பொருள் : நொதுமி விண்மீன்களில் காணப்படுகிறது. பரந்த புவியீர்ப்பு அழுத்தம் துகள்களை மிகவும் வலுவாக அழுத்துகிறது. இதனால் மின்னன்கள் தலைகீழ் பீட்டா சிதைவு வழியாக முன்மிகளுடன் இணைய வற்புறுத்தப்படுகின்றன, இதன் விளைவாக நொதுமிகளின் மீ அடர்த்திக் கூட்டமைப்பு ஏற்படுகிறது. (பொதுவாக ஒரு அணுக்கருவுக்கு வெளியே உள்ள விடுபட்ட நொதுமிகள் பதினைந்து மணித்துளிகளுக்கும் குறைவான அரை ஆயுளுடன் சிதைந்துவிடும். ஆனால் ஒரு நொதுமி விண்மீனில், அணுவின் உட்கருவைப் போல, பிற விளைவுகள் நொதுமிகளை நிலைப்படுத்துகின்றன.)
  • வியனிலைப் பொருள் : இது தோல்மன்-ஓப்பன்கைமர்-வோல்காப் எல்லைக்கு (தோராயமாக 2-3 சூரியப் பொருண்மைகள் ) அருகில் இருக்கும் சில நொதுமி விண்மீன்களுக்குள் இருக்கும் ஒரு வகை குறுமன் பொருள் ஆகும்.. உருவானவுடன் தாழ் ஆற்றல் நிலைகளில் இது நிலையாக இருக்கலாம்.
• குறுமன் பொருள்நிலை : குறுமன்களும் பசையன்களும் உள்ளடங்கிய விடுபடுதலின் அளவுகளும் பொருளின் சில புது கருதுகோள் நிலைகளும்
  • வண்ணக் கண்ணாடி செறிமம்
  • வண்ண மீக்கடத்துமை
  • குறுமன்-பசையன் மின்மம் : இது குறுமன்கள் விடுபட்டு தற்சார்பாக நகரக்கூடிய ஒரு நிலை (நிலைத்த துகள்களாக பிணைக்கப்படுவதை விட, அல்லது ஒரு குவைய இணைசிறைப்பில் ஒன்றோடொன்று பிணைக்கப்படுவதை விட, விசையைச் செலுத்தி ஆற்றலைச் சேர்த்து இறுதியில் மற்றொரு குறுமனாக உறுதிப்படுத்துகிறது) ஆகும். பசையன்கள்(gluons) (குறுமன்களை(quarks ) ஒன்றாக இணைக்கும் வலுவான விசையைக் கடத்தும் துகள்கள்) துகள் முடுக்கிகளிலோ அல்லது நொதுமி விண்மீன்களுக்குள்ளோ சிறிது நேரம் நிலவ வாய்ப்புள்ளது.
• பெருவெடிப்பிற்குப் பிறகு 10 ^-35 நொடி வரை, புடவியின்(அண்டத்தின்) ஆற்றல் அடர்த்தி மிக அதிகமாக இருந்தது. வலுவான, நலிவான, மின்காந்த,ஈர்ப்பு ஆகிய நான்கு விசைகளும் ஒரே விசையாக ஒன்றிணைந்திருந்ததாகக் கருதப்படுகிறது. இந்த நேரத்தில் பொருளின் நிலை தெரியவில்லை. பிரபஞ்சம் விரிவடையும் போது, வெப்பநிலை மற்றும் அடர்த்தி குறைந்து, ஈர்ப்பு விசை பிரிக்கப்பட்டது, இது சமச்சீர் முறிவு எனப்படும்.