Je li staklo tekućina ili krutina?

Jedno od najupornijih popularnih i urbanih pitanja fizike povezanih s legendama je je li staklo tekućina ili kruta tvar. Odgovor prvog reda je da je čvrst i da ne teče, čak ni kroz stoljeća. Ideja da je staklo tekućina dolazi iz dva izvora: da su stari crkveni prozori deblji pri dnu nego na vrhu, i pogrešno čitanje stare knjige iz fizike njemačkog fizičara Gustava Tammanna (1861.-1938.) koji ju je nazvao “smrznuta prehlađena tekućina”. Mit izostavlja “zamrznuti” dio.

Nešto suptilnije, staklo je nekonvencionalna krutina, poznata kao amorfna krutina. Za većinu tekućih tvari hlađenje rezultira kristalizacijom i prijelazom prvog reda u čvrsto stanje. Za amorfne krutine, umjesto da kristaliziraju i prolaze kroz prijelaz prvog reda, viskoznost nastavlja rasti i ne dolazi do kristalizacije. To je dio zašto je proziran – materijali s nepravilnim atomskim rasporedom bolje propuštaju svjetlost. Iako postoji prijelaz drugog reda u kojem se svojstva materijala stakla mijenjaju kada se skrući, on nije tako značajan kao prijelaz prvog reda koji se nalazi među većinom drugih spojeva.

Staklo može imati niz različitih svojstava materijala ovisno o tome koliko se brzo hladi i prisutnosti ili odsutnosti nečistoća u tragovima, koje mogu osigurati jezgre oko kojih dolazi do kristalizacije. To je drugačije od klasičnih čvrstih tijela, koje imaju ista osnovna svojstva materijala bez obzira na sve. Staklo se ponekad definira kao sustav koji nije u ravnotežnoj točki – tehnički, moglo bi kristalizirati u bilo kojem trenutku, a to se ponekad događa u materijalu s nečistoćama. Smatra se da je u ravnoteži samo kristalna krutina.

U osnovi, ono na što se svodi argument je da su “čvrsto” i “tekuće” samo idealističke oznake koje ljudi primjenjuju na različite fizičke tvari, iako postoji kontinuum mogućih atomskih aranžmana sa svojstvima koja se miješaju između njih. Na primjer, ne-Newtonova tekućina izgleda kao tekućina, ali pod iznenadnom primjenom pritiska postaje poput krutine. U osnovi, da bi istinski razumjeli svijet, ljudi se trebaju upoznati s brojnim mogućim stanjima materije izvan pojednostavljene aproksimacije prvog reda “čvrstog”, “tekućeg” i “plina”.