Existem de fato apenas 3 estados da matéria? (sólido, líquido e gasoso)

Líquido, sólido e gasoso. Quem não se lembra de aprender sobre isso nas aulas de ciência, ou dos desenhos para saber como se chamam a transformação de um estado para outro? O problema é: depois que a gente cresce e se aprofunda no conhecimento, outros estados surgem, o que ainda é ignorado nas escolas infantis. Seus filhos – e talvez os filhos deles- continuaram a aprender apenas sobre os três estados da matéria. 

Mas e o plasma? Será que professores pensam que as crianças não conseguem entender que pode ser outro estado? Livros da escola poderiam ensinar “Os três mais conhecidos tipos de matéria” ou “Os três tipos de matéria que são cientificamente mais familiares” ou algo nesse sentido, o que pelos menos implicaria que existem outros estados da matéria que você pode aprender sobre tarde na sua educação.

Mas não. Possivelmente as crianças só vão saber da existência de outros estados de matéria se aprofundarem seus estudos nisso quando ficarem mais velhas.

Enquanto “estados” é um termo comum para descrevê-los, o que importa realmente é a sua forma; sendo assim, para falar de estados, vamos usar o termo “fase”. 


“Fase” descreve com mais precisão a situação que uma parte específica da matéria está, mas em alguns contextos específicos “estado” pode ser mais adequado. “Fase” (ou estado) da matéria pode ser considerada como a área do espaço durante a qual todas as propriedades físicas da substância são uniformes. Essa uniformidade é quimicamente a mesma em todo o material, e fisicamente distinta das substâncias nas proximidades. Os tipos mais comuns de alterações nas fases de matéria consistem em alterar as suas características físicas. 
 

A melhor maneira de pensar em uma mudança de fase da natureza física de uma substância é o exemplo comum de água, gelo e vapor, aquele mesmo que você aprendeu no colégio, com os desenhos que a professora fazia no quadro. Eles podem ocupar quase a mesma região do espaço, e ser completamente diferentes em fases. Pense em um copo de água gelada. O gelo se encontra em fase sólida, a água está na fase líquida, e o ar úmido que consiste no gás de evaporação é outra fase. Embora quimicamente sejam os mesmos elementos, o que os tornam diferentes fases é que eles estão fisicamente distintos uns dos outros.

A transição dos tipos de matéria para fases diferentes depende basicamente da quantidade de calor presente. Por exemplo: se você adicionar calor a algo que esteja sólido, possivelmente ele sofre uma transformação para a fase líquida. Claro que existem algumas exceções, devido às circunstâncias ambientais. Se você continuar colocando calor, ocorrerá a transição para gás. E então, se você permanecer aquecendo, o gás se transforma em plasma.

O plasma é criado quando os elétrons de um átomo estão tão carregados que têm energia para escapar do centro do núcleo carregado positivamente e reagir com qualquer núcleo semelhante.

Na outra extremidade do espectro, é a remoção total de calor do material. Quando você continua resfriando uma substância a quase zero absoluto, você pode obter o que é conhecido como um condensado de Bose-Einstein. Devido à necessidade de manter as substâncias em temperaturas extremamente baixas, isso não ocorre naturalmente no universo, mas teoricamente, pode existir.

Existem ainda outras fases da matéria menos conhecidas, que envolvem características magnéticas da substância. O exemplo mais recente foi descoberto por cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (EUA), que foram capazes de fazer crescer um cristal (sólido) que tinha características magnéticas de um líquido. Enquanto a maioria dos sólidos magnéticos definiram áreas positivas e negativas dentro da substância, conhecidas como momentos magnéticos, os específicos deste cristal oscilaram constantemente, sem influência externa. Com isso, eles descobriram um novo tipo de magnetismo, além de um estado de matéria. 
   

Com o avanço da tecnologia, os cientistas utilizam técnicas cada vez mais sofisticadas que permitem desmontar e montar todos os aspectos do nosso universo físico. Com isso, é possível descobrir novos estados de matéria, que mudam as características físicas das substâncias.

Hoje, existem quatro tipos de matéria clássica (que ocorrem naturalmente), oito tipos que são chamados de estados de baixa energia e não são simples, três estados de energia alta, também não simples, e três que são classificados separadamente por causa das propriedades magnéticas que possuem. Logo, há muitos mais estados da matéria do que os três comumente conhecidos: sólido, líquido e gasos. O número exato e a natureza desses estados vai continuar mudando à medida que a tecnologia e a ciência avançam.