2．超密态
从字面上来理解，超密态是指密度非常大的物质形态。不过，单从字面来理解并不是很准确。因为超密态的确切含义，是指处于极高压力下具有极高密度的物质。我们知道普通物质内部的原子与原子之间有很大的空隙，它们的压力和温度一般不是很高。但是，在超密态的物质里面，压力和温度就非常高了。它压力差不多有几百万个大气压那么大，因此处在这么大的气压下面，原子之间的空隙早就被压扁了，即使在原子外围的电子层也都被压碎了。因此，所有的原子核和电子都紧紧地被挤在一起了，此时的物质里面早已没有什么空隙存在，物质就显得特别重。超密下的物质是一种晶体固态，但是它是一种比较特殊的固态，可以像润滑、无黏性的液体一样自由流动。
根据超密态物质的特点，科学家推测，白矮星就是一种内部充满超密态的物质。此外，他们还认为，我们居住的地球，在它的中心部位也存在着超密态物质。因为地球中心的压力非常大，一般在350吉帕左右，科学家推想，这样大的压力下一定有超密态物质的存在。
超密态物质是1967年10月，英国科学家乔丝琳·贝尔在观察天体时发现的一种奇特的新天体。这种新天体能够以非常精确的时间间隔，发出极规则而又短促的无线电脉冲信号。开始的时候，人们以为是外星球的生物向地球发来的电信号。所以曾经在没有弄清楚情况的时候，人们把这种信号源叫做“小绿人”。后来经过科学研究才知道，这种信号并不是来自外星球、被称为“小绿人”的植物，而是一种星体，天文学上叫它为脉冲星。它是一颗中子星，也是天狼星的伴星。宇宙中存在的白矮星，就属于中子星。目前被发现的中子星差不多有354颗，它们的物理特征是，质量与太阳差不多，而体积却非常的小，直径大小在20千米左右的特殊天体。为什么它的体积如此小而质量却那么重呢？原来，这些中子星有很高的密度，每立方厘米差不多有2000亿千克重呢！
知识小百科
你认识脉冲星吗？你知道脉冲星就是由超密态的物质构成的吗
脉冲星是目前发现的一种能高速自转的中子星，具有极大的辐射能，其辐射的能量大约是太阳的100万倍。另外，中子星有固定的亮斑，所以旋转一周，亮斑发出的光束就会传出一个脉冲信号，这也是脉冲星名字的由来。
既然脉冲星是中子星的一种，那么什么是中子星呢？它是由质量大于太阳的恒星在衰老时候不再进行热核反应，能源也接近枯竭，从而引发的猛烈的爆发而形成的。恒星在猛烈爆发后急剧收缩，这样的话就会使恒星内部产生非常大的挤压力，以致把原子外层的电子挤到原子核里去，此时，恒星的整个星体就变成了中子星。
中子态脉冲星具有很强的磁场。这一现象，最先是由苏联的朗道以猜测的形式提出来的。后来美国的科学家奥本·海默又对这一现象作出了理论预言，这不但没有得到人们的认可，而且还遭到了嘲讽。一直到20世纪70年代，英国的休伊斯发现脉冲星后，人们才不再嘲讽他了，这在世界上引起了很大的轰动。
3、超流态
超流态是在1937年的时候，由苏联物理学家彼得·列奥尼多维奇·卡皮察偶然间发现的。他在一次实验的时候发现，当液态氦的温度降到2.17开（T=t+273.15。摄氏度：常用的温度t；开：开尔文T，物理中常用量）的时候，它就由原来液态氦所具有的流动性变成了“超流动性”的物质。也就是说，在这种状态下的氦液，可以无任何阻碍地通过连气体都无法通过的极微小的孔或狭缝（孔或者是狭缝的线度约有十万分之一厘米），并且还能够沿着杯壁“爬”出杯口外。
当时，他不知道为什么会有这种奇怪的现象。后来，经过研究发现，这是一种具有超流动性的物质形态，被称之为“超流态”。不过，在超流态物质中除了只发现了低于2.17开的液态氦，并没有发现其他的物质也有这种形态。
从这以后，彼得·列奥尼多维奇·卡皮察试图通过这种方法得到更多关于超流态的研究。于是，他想在2.17开的基础上继续降低液态氦的温度，但是他并没有成功。不过他却发现，对于一般液体来说，随着温度降低，密度会逐渐增加。他将液态氦的温度降低，果然，液态氦的密度就增大了。
后来，许多科学家又在他的基础上研究了这种奇怪的现象，也有了许多新的发现。其中最有趣的是，有人在1938年发现的氦刀喷泉。他们在一根玻璃管里，装着很细的金刚砂，上端接出来一根细的喷嘴。然后将这玻璃管浸到超流动的氦中，当用光照射玻璃管的下部时，细喷嘴就会喷出超流动的氦，光越强喷得就越高，有的甚至能够高达数厘米。氦喷泉是根据超流体的特殊性质来制作的。并且在这个实验中，光能直接变成了具有动力的机械能了。
目前，随着科学技术的发展，超流现象已经被应用到许多领域。例如，人类的探月工程中就利用到这种超流现象的基本原理。另外，这一现象对于人们对恒星以及其他星体的研究，也有一定的帮助，对新型材料的开发和研制也有一定的启发作用。
4．中子态
当我们拿到一个固体物质的时候，如果用力去挤压它，施加的力不同，固体物质所产生的变形程度也不一样。这是由于固体物质体内的原子与原子之间吸引得非常紧。假如在超固态物质上再加上巨大的压力，那么原来已经挤紧的原子核与电子，就不可能再紧了，这时候原子核只好宣告解散，从里面放出质子和中子。从原子核里放出的质子，又能在极大的压力下和电子结合成为中子。这样一来，原来物质的构造就会发生根本的变化，原来是原子核和电子组成的物质，现在却都变成了由中子组成的。由中子组成的物质所呈现出的状态，叫做“中子态”。
那什么样的物质才能被称为是中子态呢？目前已经确认的是，中子星所呈现的物质形态就是中子态。中子星是由于中等质量(1.44？2倍太阳质量)的恒星发展到后期阶段的时候演变而成的一种物质形态，是一种密度比白矮星还大的星球。
那么，中子态物质的密度到底有多大呢？其实，它的密度大得惊人，比超固态物质还要大10万多倍呢！例如，一块火柴盒那么大的中子态物质，它的重量差不多就有30×1011千克呢！差不多用96万多台重型火车头才能拉动它！在宇宙中，只有少数的恒星才具有这种形态。
5.超导态
生活中我们见过超导体，但是你有没有听说过超导态呢？超导体的物质形态是不是超导态的物质呢？其实不是这样的，超导态是一些物质在超低温的情况下，才会出现的一种特殊物态。它最早是由荷兰物理学家卡麦林·昂纳斯发现的。1911年的夏天，他用水银做实验的时候，发现当温度降到4.173开(约-269℃)的时候，水银就会出现失去电阻的情况。后来，他把这一现象应用到其他的材料上，发现许多材料也都具有这样的特性，也会在一定的临界温度下(低温)失去电阻。于是他就把某些物质在低温条件下表现出电阻等于零的这种现象，称为“超导”现象，并且把这些失去电阻的超导体所处的物质形态叫做“超导态”。
超导态被发现以后，引起了全世界的关注，特别对于它那奇特的性质，人们更是渴望能够知道其中的奥秘。于是，科学家们相应地投入了极大的力量去研究这种奇怪的物质，直到今天它仍是十分热门的科研课题之一。
目前发现的超导材料主要是一些金属、合金以及化合物，种类差不多已经有了几千种。不同的超导体有不同的“临界温度”，目前已发现的最高的“临界温度”已达到130开(约-143℃)。各国科学家正在拼命努力向室温(300开或-27℃)的临界温度冲刺。
遗憾的是，关于超导态物质的结构，至今还没有一个合理的说法。关于超导体物质的理论研究，目前还处于不成熟的状态，还有待于人们继续探索。不过，科学家预言，超导态物质在高效率输电、磁悬浮高速列车、高精度探测仪器等方面将会给人类带来极大的益处。
6.黑洞
在《青少年应该知道的恒星》一书中，我们介绍了关于黑洞的一些知识。那么，当你阅读完那本书以后，你能说出什么是黑洞吗？
根据广义的相对论，黑洞就是一种特别致密的暗天体，是大质量恒星在其演化末期发生坍缩而形成的一种特别致密的物质。它有一个被称为“视界”的封闭边界，在黑洞中隐藏着巨大的引力场。由于引力场特别强，以致包括光子在内的任何物质，一旦不小心进入它体内，以后就无法再逃脱出来。形成黑洞的物质除了晚期的恒星外，也有一些其他的物质。并且在黑洞的世界里，还有一种超大质量的黑洞，据研究，它可能存在于星系中央，但是没有任何光亮。目前人类认识的黑洞有克尔黑洞、席瓦兹黑洞等。
那么，“黑洞”到底是由什么物质组成的呢？“黑洞”内的物质与宇宙中的其他物质一样吗？它的物质又是以什么样的物质结构与形态存在的呢？
根据科学家长期的研究，结果表明组成“黑洞”的物质是一些不会发生衰变、不会辐射能量、不会发光，也不透明的物质。在宇宙中，除“黑洞”外，其他的物质都是会发生衰变、辐射能量的物质。
这就是“黑洞”里的物质与宇宙中的其他物质不一样的地方，也是黑洞之所以呈现出黑糊糊一片的主要原因。
“黑洞”具有吸纳外界物质的能力，在物质被吸收进去的那一瞬间，“黑洞”会将物质所具有的能够发生衰变而辐射能量的物质形态，转化为物质不会发生衰变也不会辐射能量的物质形态；并且，在这一过程中会伴随着大量能量的释放，将一些来不及吸收与转化的物质抛射出去。
7.反物质
如果有一天，你发现挂在墙壁上的明星不仅仅只是一幅画，而变成了你眼前实实在在的人，你会有什么样的感觉呢？是不是非常地吃惊？的确，根据平常的推理，这样的事情是不可能发生的，但是，在反物质的世界里，这样的情况还真就能发生。那么，什么是反物质呢？它是指由反原子构成的物质。什么是反原子呢？其实，正电子和反质子组合在一起就构成了反原子。反物质的存在是科学家推测出来的，他们认为在宇宙中一定也存在一个与我们的世界一样的世界，那个世界就是反物质的世界。在反物质的世界里，原子与我们已知的构成原子的颗粒电性正好相反，也就是说它们是由负质子与中子构成的核，核外的电子为正电子。正负物质相遇就会消失，并伴随有巨大能量产生。
那么，是不是真的有反物质的存在呢？或许很多人都认为这是一个很难回答的问题。但是，如果我们从哲学角度来看待它，这个问题就比较容易回答了。其实，我国古代的太极图似乎就在暗示反物质世界的存在，并且有一些天文学家也认为有存在的可能。不过，目前还没有哪个天文学家能够拿出令人信服的证据。另外也有很多人否定反物质的存在，其中，美国宇宙学家施拉姆认为：“大多数理论家的直觉，不存在反物质。这意味着如果你找到它，那是一个伟大的发现，证明这些理论家都是错误的。但是最大的可能是，这意味着你找不到它。”这就说明，宇宙中有可能存在反物质，只是我们还没有发现它而已。
知识小百科
在日常生活中，液晶显示材料最常见的用途是电子表和计算器的显示板，那么肯定会有人会问，液晶屏的数字是如何显示的
事实上，这种液态光电显示材料，利用液晶的电光效应可以把电信号转换成字符、图像等我们可见的信号。在正常情况下，液晶的分子排列秩序井井有条，非常清晰。但是，如果加上直流电场的话，分子的排列被会被打乱。在这种情况下，一部分液晶不再透明了，而且颜色变得比以前深，这就是为什么各类液晶屏能显示数字和图像的原因。
8.场
或许你很不理解，“场”和物质的形态有什么关系呢？为什么要把“场”也列在物质的特殊形态中呢？其实，这是由于“场”是个范围很大的词，并不仅仅指我们平时说的农场、市场等地方，它还是物质存在的一种形态。物理学研究认为，千姿百态的物质可以被初步归纳为两种基本的存在形态，那就是“实物”和“场”。
“实物”是什么？“场”又是什么？它们之间有什么样的区别和联系呢？“实物”是指质量集中在某一空间，一般有比较确定的界面（气体的界面虽然模糊，但它是由一个个实物颗粒构成）的物质；而“场”则是一种看不见摸不着的物质，它可以充满全部空间，具有“可人性”。具体来讲，我们所熟悉的电磁波，能够将电台天线发射的信号，通过空间传送到千家万户的收音机或电视机接受器中。但是，我们是看不见这些电磁波的存在的，也就是说“场”是实物之间进行相互作用的物质形态。
那么，场都包括哪些内容呢？目前已知的“场”有电磁场、引力场和电磁波等，它是物质的另一种存在形态。在引力场中，物体总要回归到抛出点，因为它要受到引力场的作用。因此，场虽然是看不见、摸不着的，却具有物质的基本特性，它也有能量和动量，能在空间独立存在，而且还可以做功呢！同样，电磁场、原子核场等，也都是物质的一种形态。并且，这样的物质形态在宇宙中广泛存在，这也是宇宙中没有真空的主要原因。所以说，场与我们使用的工具一样，是一种客观实在的物质。
