物质的四种基本状态是固体、液体、气体和等离子体，但还有其他状态，如玻色-爱因斯坦凝聚态和时间晶体，是人造的。
物质的四种状态（图片来源：网络）
物质的三种状态即固态液态和气态，融于一杯玻璃杯中。冰块分子紧密排列、液态水流动。蒸汽分子自由移动
玻色-爱因斯坦凝聚物是一种罕见的物质状态
物质的五种状态
物质的五种状态是一个描述宇宙中一切「物质」的术语。任何占据空间并具有质量的东西都是物质。然而，这个说法实际上已经过时了，因为物质的状态远不止这些。其中四种是自然发生的，而其他一些只在实验室中在极端条件下短暂存在。
物质的四种自然状态
物质的其他状态
在实验室中，科学家们创造了许多其他物质状态，包括：
物质的组成
所有物质都由原子组成，原子又由质子、中子和电子组成。原子聚集在一起形成分子，这些分子是所有类型物质的基本组成部分。原子和分子都是由一种叫做化学能的势能维持在一起的。
耶鲁大学物理学家在一块磷酸一铵晶体中寻找离散时间晶体的特征
物质的状态
物质的状态是指物质的物理形态，它可以通过温度和压力等因素来改变。物质的自然状态有四种：固体、液体、气体和等离子体。
固体
固体中的粒子紧密地堆积在一起，因此它们几乎不动。每个原子的电子都在不断运动，所以原子有微小的振动，但它们固定在自己的位置上。因此，固体中的粒子具有非常低的动能。
固体有明确定的形状，以及质量和体积，并且不符合它们所放置的容器的形状。固体还具有很高的密度，这意味着粒子紧密堆积在一起。
液体
液体中的粒子比在固体中更松散地堆积在一起，并且能够彼此流动，使液体具有不确定的形状。因此，液体将符合其容器的形状。与固体类似，液体（大多数液体的密度低于固体）非常难压缩。
气体
气体中的粒子之间的空间很大，并且具有很高的动能。气体没有明确定的形状或体积。如果不受限制，气体的粒子会无限地扩散；如果受限制，气体会扩展以填满其容器。当气体受到通过减小容器体积加压时，粒子之间的空间被减小，气体被压缩。
等离子体
等离子体由带有极高动能的高度带电粒子组成。等离子体在地球上并不是一种常见的物质状态，但根据杰斐逊实验室的说法，它可能是宇宙中最常见的物质状态。像太阳这样的恒星本质上就是超热的等离子体球。
惰性气体（氦、氖、氩、氪、氙和氡）经常被用来制作发光标志，通过使用电离它们到等离子体状态。
玻色-爱因斯坦凝聚体
玻色-爱因斯坦凝聚体是一种由玻色子组成的物质，具有宏观量子效应。玻色子是一种不带电的粒子，具有相同的质量和动量。
1995年，科学家们首次创建了玻色-爱因斯坦凝聚体。科罗拉多州博尔德的联合实验室天体物理研究所（JILA）的科学家埃里克·科尔尼尔和卡尔·韦曼使用激光和磁铁的组合，将一小部分铷样品冷却到接近绝对零度的温度。在这种极低的温度下，分子的运动几乎停止了。由于几乎没有动能从一个原子转移到另一个原子，原子开始聚集在一起。不再有成千上万个单独的原子，只有一个「超原子」。
玻色-爱因斯坦凝聚态被用来研究宏观量子力学。光线穿过玻色-爱因斯坦凝聚态时似乎会减速，这使科学家能够研究粒子/波悖论。玻色-爱因斯坦凝聚态还具有许多超流体的性质，即在没有摩擦的情况下流动的流体。玻色-爱因斯坦凝聚态还被用来模拟可能存在于黑洞中的条件。
其他物质状态
除了上述四种自然状态外，科学家们还在实验室中创造了许多其他物质状态，包括：
这些新发现不断刷新着我们对物质状态的认知，也打开了探索材料科学和物理学新领域的可能性。
在极端或异类条件下，许多其他物质状态已被创建。
例如，2023年5月，科学家们创建了一种「玻色相关绝缘体」，或称为对称结晶态的中性电荷。
在2021年，科学家们将水压缩到超高压，并用激光轰击，创造出了「超离子冰」，或者说是一种类似于固态氧格子漂浮在氢原子海洋中的奇特新形式的pO。
同年，发表在【PNAS】杂志上的研究揭示，在液体和固体之间的转变过程中，玻璃变成了一种被称为液体玻璃的新物质状态。
这些新发现不断刷新着我们对物质状态的认知，也打开了探索材料科学和物理学新领域的可能性。
液体玻璃：介于固体和凝胶的新奇状态
在微观层面，液体玻璃介于固体和一种称为胶体的类凝胶状物质之间，胶体是由比单个原子或分子更大的粒子组成的混合物。当一种物质从液体转变为固体时，分子会排列成晶体结构。但对于玻璃来说，这种情况不会发生，粒子会在结晶发生之前被冻结在原地。研究人员表示，液体玻璃中的粒子比固体玻璃更具柔韧性，但不能旋转。
康斯坦茨大学软凝聚态物质理论教授、该研究的资深作者 Matthias Fuchs 在一份声明中说：「我们的实验为科学界长期追寻的关键涨落和玻璃化凝固之间的相互作用提供了证据。」
以下是一些额外的要点：
科学家们在谷歌的量子计算芯片内创造了一种时间晶体，一种物质的新相，该芯片在量子低温恒温器内保持凉爽。
时间晶体和费米子凝聚态：探索超乎寻常的物质状态
时间晶体：打破平衡定律的武者
费米子凝聚态：携手共舞的孤芳自赏者
探索未知，开拓新知
这些神奇的物质状态拓展了我们对物质世界的认知，也为材料科学、物理学等领域带来新的研究方向和潜在应用。或许有一天，这些实验室中的奇迹会真正改变我们的世界。
物质的状态变化：能量的舞动
添加或移除能量会引起物质的物理变化，使其从一种状态转变为另一种状态。例如，向液态水添加热能（加热）会使其变成蒸汽或气体。从液态水中移除能量会使其变成冰（固体）。根据 H.Messel 的【高中缩编科学】，物理变化也可能是由运动和压力引起的。
融化和凝固
当热量施加到固体上时，其粒子开始剧烈振动，并相互远离。当物质达到特定温度和压力组合，即其熔点时，固体会开始融化并变成液体。
物质的状态转换：热量与压力的双人舞
当两种物质状态，例如固体和液体，处于平衡的温度和压力时，根据【大英百科全书】，添加到系统中的额外热量不会导致整个物质的温度上升，直到整个样本达到相同的物理状态。例如，当您将冰块放入一杯水杯中，并在室温下放置，冰块和水最终会达到相同的温度。随着冰块从水传来的热量融化，它将保持在华氏32度（摄氏0度），直到整个冰块融化后再继续升温。
从液态到固态：冰点冻结
当热量从液体中移除时，其粒子会减速并开始沉淀在物质内的某个位置。当物质达到一定压力下的足够低温度，即冰点，液体就会变成固体。
固态直接变气态：升华的奥秘
当固体直接转化为气体，而没有经历液体阶段，这个过程称为升华。根据美国地质调查局，这可能发生在两种情况下：一是样品温度快速升高到沸点以上（闪蒸），二是物质在真空条件下冷却进行「冻干」，使物质中的水分升华并从样品中移除。一些挥发性物质会在室温和压力下升华，例如冷冻二氧化碳或干冰。
干冰或固体二氧化碳在 -109.3°F (-78.5 °C) 左右的温度下从固体升华为气体
液体变气体：蒸发与沸腾的舞蹈
蒸发和沸腾：液体的两种气化方式
根据【大英百科全书】，液体的汽化可以分为两种形式：蒸发和沸腾。
蒸发：无声的液体流失
沸腾：液体的集体沸腾
气体变回液体：冷凝与沉积
额外的信息
