Quels sont les états de la matière?
Les états de la matière sont les différentes formes physiques que la matière peut atteindre en fonction de sa configuration moléculaire. Les trois états classiques - solide, liquide et gazeux - sont facilement observables sur Terre et peuvent passer de l'un à l'autre. Parmi les états de la matière non classiques, le plasma est le plus abondant, représentant un pourcentage important de la matière baryonique dans l'univers connu. D'autres États non classiques peuvent présenter de fortes similitudes avec les États classiques, requièrent des conditions environnementales spécifiques ou existent principalement en théorie. Le condensat de Bose-Einstein, l'un des états théoriques confirmés les plus anciens, est largement accepté comme cinquième état primaire de la matière, à la suite des trois états classiques et du plasma.
L'état de la matière d'un objet dépend en grande partie de la force et du caractère de ses forces inter-moléculaires. Dans les solides, par exemple, les forces sont suffisamment fortes pour compresser les particules les unes contre les autres, permettant ainsi aux vibrations de constituer leur seul type de mouvement. En conséquence, les solides sont capables de réaliser des formes et des volumes définis. En revanche, les liquides ont des forces inter-moléculaires plus faibles qui rapprochent les particules. Les liquides n'ont pas de forme définie; ils suivent la forme de leurs contenants et occupent tout l’espace que leur permettent leurs volumes. Les forces intermoléculaires des gaz sont encore plus faibles que les liquides, ce qui donne une forme qui tend à se dilater dans tout le récipient, quel que soit le volume des gaz.
Les trois états classiques de la matière peuvent passer de l'un à l'autre à l'aide de la chaleur et de la pression. Le processus par lequel les solides deviennent liquides est appelé fusion, tandis que l'inverse est appelé congélation ou solidification. Ceci est souvent illustré avec de l’eau: à l’état liquide, l’eau peut être congelée pour devenir de la glace, un solide, qui peut ensuite être refondu en eau liquide. Avec suffisamment de chaleur et de pression, les liquides peuvent devenir des gaz par un processus appelé vaporisation; l'inverse est appelé condensation. Les solides peuvent passer directement dans les gaz par sublimation, tandis que les gaz peuvent devenir solides par dépôt.
Bien que les états classiques de la matière soient couramment observés sur Terre, le plasma constitue l'essentiel de la matière dans les étoiles. Le plasma est un gaz ionisé qui, contrairement à l'état classique, génère des courants électromagnétiques. Les condensats de Bose-Einstein, nommés d'après Satyendra Nath Bose et Albert Einstein, sont des gaz refroidis à un point tel que les particules cessent d'agir indépendamment, produisant un état quantique singulier et sans frottement. En dehors de ces cinq états principaux de la matière, les scientifiques théorisent de nombreux autres, tels que la matière sombre et étrange. Les verres et les cristaux liquides, entre autres, sont considérés comme suffisamment différents des cinq pour être classés dans la catégorie des états non classiques de la matière à leur propre égard.