metastabiilinen

Metastabiilinen tarkoittaa tilaa, joka ei ole alin mahdollinen energiatila, mutta joka säilyy vakaana pitkiä aikoja. Sen sijaan, että järjestelmä palautuisi välittömästi alempaan energiatilaan, se jää "loukkuun" korkeampaan energiatilaan. Järjestelmän täytyy ylittää pieni energiakynnys, jotta se voi siirtyä metastabiilista tilasta vakaampaan tilaan. Tämä kynnys estää spontaanin muutoksen.

Metastabiilisuus on yleistä monilla fysiikan ja kemian aloilla. Esimerkiksi ydinreaktioissa atomiytimet voivat olla metastabiileissa viritystiloissa. Ne vapauttavat energiaa gammasäteilynä, mutta tämä prosessi voi kestää pitkään. Materiaalitieteessä metastabiilit faasimuutokset ovat tärkeitä. Esimerkiksi vesi voi pysyä nestemäisenä jopa alle jäätymispisteen, ennen kuin se alkaa jäätyä. Lasit ovat myös metastabiileja kiinteitä aineita, joiden atomit ovat järjestyneet epäsäännöllisesti.

Metastabiilin tilan stabiliteetti riippuu ympäristöolosuhteista ja järjestelmän koosta. Pienet häiriöt, kuten lämpötilan muutos tai isku, voivat laukaista metastabiilin tilan purkautumisen ja palauttaa järjestelmän vakaampaan tilaan. Käsite on keskeinen ymmärrettäessä monia luonnonilmiöitä ja teknologisia sovelluksia, kuten laserien toimintaa tai materiaalien ominaisuuksien hallintaa.