შუასაუკუნოვანი შენობების ფანჯრებზე უჩვეულო რამეს შენიშნავთ: მინები ქვემოთ უფრო სქელია, ვიდრე ზემოთ. ზოგი ამას იმით ხსნის, რომ საუკუნეების განმავლობაში შუშა ნელ-ნელა ქვემოთ ჩამოედინა. სხვები ამტკიცებენ, რომ მინა არსად მიედინება, რადგან იგი მყარი მასალაა ან მყარი ამორფული ნივთიერება.

მაშ რა არის შუშა — მყარი მასალა, თხევადი თუ რაღაც შუალედური?

ჯონ მაუროს, პენსილვანიის სახელმწიფო უნივერსიტეტის მასალათმცოდნეობის სპეციალისტს, თუ დავუჯერებთ, შუშა არც ნამდვილი სითხეა და არც ნამდვილი მყარი ნივთიერება — მას ორივეს მახასიათებლები აქვს, თუმცა თავისივე განსხვავებული აგრეგატული მდგომარეობის სახით არსებობს.

"ტექნიკური განმარტებით, შუშა უწონასწორო, არაკრისტალური აგრეგატული მდგომარეობაა, რომელიც ხანმოკლე დროის განმავლობაში მყარი ჩანს, თუმცა მუდმივად თხევადი მდგომარეობისკენ იხრება", — ხსნის მეცნიერი.

შესაძლოა, უჩვეულოდ ჟღერდეს, თუმცა ამას არაერთი ფაქტი მოწმობს.

პირველ რიგში, მნიშვნელოვანია გვახსოვდეს, რომ შუშა მხოლოდ ის გამჭვირვალე მასალა არაა, რომელსაც ფანჯრების დასამზადებლად ვიყენებთ. ეს რეალურად ჯგუფია, რომელიც სხვადასხვა მასალას აერთიანებს. მათი ნაწილი გამჭვირვალე სულაც არაა.

არაერთი ტიპის ბუნებრივი თუ ხელოვნური შუშა არსებობს. მინას, რომელიც ყოველდღიურობაში ყველაზე ხშირად გამოიყენება, ნატრიუმ-კირის სილიკატური მინა ეწოდება. იგი ქვიშის, კირქვისა და ნატრიუმის კარბონატის ერთმანეთთან შედნობით მიიღება დაახლოებით 1500 გრადუს ცელსიუსზე.

"მაგრამ არსებობს სხვა ტიპისებიც, მაგალითად, მხურვალგამძლე პირექსი და დრეკადი Gorilla Glass, რომლებიც სპეციალიზებული მახასიათებლებისთვის სხვა ქიმიკატებს შეიცავს", — აცხადებს მაურო.

მართალია, სხვადასხვა ტიპის შუშას ერთმანეთისგან ქიმიური შედგენილობა განასხვავებს, თუმცა ცალკეული მასალების სტრუქტურაში ბევრი რამაა ერთნაირი. სწორედ ეს სტრუქტურა — მასალის შიგნით ატომებისა და მოლეკულების განლაგება — იწვევს ორაზროვნებას შუშის აგრეგატული მდგომარეობის კუთხით.

მყარი მასალების სიმყარეს ის განაპირობებს, რომ მათში ატომები ერთმანეთთან მჭიდროდაა განლაგებული და თითქმის არ იძვრის. მეორე მხრივ, სითხეში ატომებს შორის მანძილი შედარებით დიდია, ამიტომ გადაადგილებაც მარტივია.

ჩვეულებრივ, მყარ ნივთიერებაზე საუბრისას კრისტალურ მასალას ვგულისხმობთ ხოლმე. კრისტალურია ნივთიერება, რომელშიც ნაწილაკები მოწესრიგებულადაა განლაგებული. ასეთია, მაგალითად, მარილი, რომელსაც რეგულარული და მოწესრიგებული სტრუქტურა აქვს.

დნობის ტემპერატურის ქვემოთ მყარი კრისტალური სტრუქტურა ყველაზე სტაბილური ფორმაა; მეორე მხრივ, დნობის ტემპერატურის ზემოთ თხევადი ფორმა ხდება მეტად სტაბილური. ბუნებაში ყველა მასალა იმისაკენ "მიისწრაფვის", რომ შეძლებისდაგვარად ყველაზე სტაბილური ფორმა, ანუ წონასწორობა, შეინარჩუნოს. მეორე მხრივ, შუშა იმითაა უჩვეულო, რომ მას ეს სტაბილური მდგომარეობა არ გააჩნია.

მასალათმცოდნეობის სპეციალისტის, ჯონ პარკერის, განმარტებით, შუშა არაერთი კომპონენტის ერთმანეთთან შედნობით მზადდება. პროცესის შედეგად ძალიან ბლანტი სითხე მიიღება, რომელსაც სწრაფად აციებენ. ვინაიდან იგი ასეთი სქელია, ატომები მარტივად ვერ გადაადგილდება, რომ მყარი ნივთიერების მეტად მოწესრიგებული სტრუქტურა მიიღოს. შესაბამისად, ნაწილაკები არეულ განლაგებაში რჩება.

"მასალა მექანიკურად მყარია, თუმცა თხევადის მსგავსი არეულ-დარეული სტრუქტურა აქვს", — აცხადებს პარკერი.

წონასწორობის მისაღწევად შუშა თხევად მდგომარეობაში უნდა გადავიდეს. ოთახის ტემპერატურაზე ნაწილაკები იმდენად ნელა მოძრაობს, რომ ეს პრაქტიკულად შეუძლებელია.

მაუროს განმარტებით, ამას მეტასტაბილური წონასწორობა ეწოდება. შუშა მყარი ჩანს, რადგან მასთან ჩვენი ინტერაქცია იმაზე გაცილებით სწრაფად ხდება, ვიდრე თხევად მდგომარეობაში გადასვლა.

შესაბამისად, მიუხედავად მასალაში მიმდინარე ნელი — მილიარდობით წლებზე გაწელილი — ცვლილებებისა, შუშა მყარი ნივთიერების მახასიათებლებს უფრო ამჟღავნებს, ვიდრე თხევადის.

"პრაქტიკული თვალსაზრისით, შუშას ხისტ, მყარ ნივთიერებას ვუწოდებდი, დროის ნებისმიერ გონივრულ მონაკვეთში რომ გავზომოთ", — აცხადებს პარკერი.

ევროპის უძველესი ტაძრებიც არაა საკმარისად ძველი იმისათვის, რომ ფანჯრის მინებში თხევადი მასალის მახასიათებლები შევნიშნოთ. შესაბამისად, ფანჯრებზე შუშების დეფორმაცია ბევრად მარტივად შეგვიძლია ავხსნათ:

"ზოგიერთი ფანჯრის მინა ქვედა ნაწილში უფრო სქელია, რადგან ათასი წლის წინ ერთგვაროვანი სისქის შუშას ვერ ამზადებდნენ და ჩარჩოში მსხვილი ნაწილი ან ზემოთ უნდა მოქცეულიყო, ან ქვემოთ", — ასკვნის პარკერი.