cao tại tâm các ngôi sao. Ở đại học, sinh viên được tiếp xúc với chất siêu
dẫn và heli siêu lỏng. Ở bậc sau đại học, các giáo sư đôi khi đánh đố sinh
viên với các trạng thái như plasma quark-gluon
1
hoặc vật chất suy biến
2
.
Ngoài ra, một vài người luôn hỏi tại sao thạch rau câu không được coi là
một trạng thái đặc biệt. (Vì các chất keo như thạch rau câu là sự pha trộn của
hai trạng thái.* Hỗn hợp nước và gelatin này có thể được coi là một chất rắn
rất dẻo hoặc một chất lỏng rất đặc.)
1
. Plasma quark-gluon (QGP) là một khái niệm trong ngành Sắc động học
lượng tử (QCD), khi đó vật chất tồn tại ở nhiệt độ và mật độ cực kỳ lớn.
(BTV)
2
. Vật chất suy biến (Degenerate matter) là một trạng thái vô cùng đậm đặc
fermion mà trong đó các hạt phải có mức năng lượng cao để thỏa mãn
Nguyên lý Loại trừ Pauli. (BTV)
Vấn đề là số lượng trạng thái vật chất – sự sắp xếp của các hạt vi mô – trong
vũ trụ có thể vượt xa con số 3 mà ta thường gặp (rắn, lỏng, khí). Và những
trạng thái mới này không phải là các thể hỗn hợp như thạch rau câu. Trong
một số trường hợp, sự phân biệt giữa khối lượng và năng lượng bị phá vỡ.
Albert Einstein đã phát hiện ra một trạng thái như vậy khi đang loay hoay
với một số phương trình cơ học lượng tử vào năm 1924. Sau đó, ông đã tự
bác bỏ các tính toán và khám phá lý thuyết của mình vì cho rằng nó quá kỳ
dị để tồn tại. Kỳ thực trạng thái này vẫn là bất khả cho đến khi có người tạo
ra được nó vào năm 1995.
Theo một nghĩa nào đó, chất rắn là trạng thái cơ bản nhất của vật chất. (Nói
cho cẩn thận thì đại đa số nguyên tử đều trống rỗng; nhưng tốc độ cực lớn
của electron khiến các giác quan “ngờ nghệch” của chúng ta liên tục lầm
tưởng rằng nguyên tử là đặc.) Các nguyên tử trong chất rắn sắp xếp thành
những kiểu mạng tinh thể ba chiều đều đặn; và chất rắn tẻ ngắt cũng có
nhiều loại mạng tinh thể chứ không chỉ một. Các nhà khoa học hiện có thể
tạo ra băng với 15 kiểu mạng tinh thể riêng biệt bằng buồng áp suất cao.
