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既知の宇宙のすべての物質は原子で構成されています。各物質は、陽子、電子、中性子の特定の組み合わせで構成された異なる原子構造を持っています。物質が存在する状態はフェーズと呼ばれます。地球上のすべてのものを説明することができる物質の4つの段階があります：固体、液体、気体またはプラズマ。
しっかりした
固体状態の物質は、分子力によって強く束縛されている原子と分子で構成されています。固形物は硬い形をしており、その体積を決定します。固体内部の原子は振動しますが、この小さくて速い動きは検出が難しいことがよくあります。固形物は結晶質でも非晶質でもよい。結晶性固体原子は、原子結合によってしっかりと詰め込まれて固定される傾向があり、例は石英および塩である。非晶質固体は、「ガラス質」または「ガセット」状態のいずれかで存在することができ、一例は窓ガラスである。
液体
液体中の分子力は固体の分子力ほど強くはないので、定義された体積を持っていても液体は流れます。この流れのために、液体は典型的にはそれを含む容器の形をとる。唯一の例外は微小重力です。この状態では、自由表面内の液体は表面ではなく円形になります。液体の粒子は、固体の粒子およびそれらの密度と同様です。
ガス
気体状態の材料は、定義された形状または体積を持たない。容器に閉じ込められているなら、これはあなたの形になります。そうでなければ、ガスはある種の抵抗に遭遇するまで無期限に広がるでしょう。固体や液体とは異なり、気体中の粒子は低密度になるように分離されています。 100°C（212°F）以上に加熱された液体の水はガスに変わります。ガスの他の例は、窒素、酸素、およびヘリウム（バルーンを満たすために使用される）である。
プラズマ
ごく最近になって科学者たちはイオン化ガスとして物質の第4の状態、プラズマを研究し始めました。プラズマは、地球の大気圏に宇宙船が再突入したときに太陽やメイドなど、非常に高温で見つかる物質です。地球外では、目に見える宇宙の最大99％、そして目に見えないものの多くはプラズマでできています。プラズマでは、固体、液体とは対照的に、陽子、中性子、電子は自由に浮遊します。それらの低密度のために、プラズマ中の粒子間の衝突は達成するのが難しい。プラズマは地球の炎、光線、オーロラにも見られます。
「フィフスエステート」
1920年代に、Satyendra Nath BoseとAlbert Einsteinは、5番目の問題の状態を予測しました。この頃はボーズアインシュタイン凝縮と呼ばれ、ごく最近発見されました。この凝縮は、プラズマ中での原子の振る舞いとは本質的に反対の、単一状態での原子の崩壊を意味します。 Bose-Einstein凝縮は、絶対零度に近い極低温でのみ発生します。これらの温度は、実験室の外で地球上のどこにでも再現するには低すぎます。