metastabiliteetista

Metastabiilisuus viittaa systeemin tilaan, joka ei ole alin mahdollinen energiatila, mutta joka voi pysyä tässä tilassa pitkiä aikoja ilman ulkoisia häiriöitä. Tällainen systeemi on vakaampi kuin täysin epävakaa systeemi, mutta vähemmän vakaa kuin stabiili systeemi, jonka energiatila on alin mahdollinen. Metastabiilissa tilassa oleva systeemi voi siirtyä alempaan energiatilaan ulkoisen energian syötön tai riittävän suuren häiriön seurauksena.

Ilmiö esiintyy monilla fysiikan ja kemian aloilla. Esimerkiksi kiinteässä aineessa atomit voivat olla paikallisten energiakuoppien sisällä, jotka ovat alempia kuin ympäröivät energiatilat, mutta eivät absoluuttisia minimienergioita. Kun systeemi saa tarpeeksi energiaa, se voi "hypätä" korkeammalle energiatasolle ja sitten pudota alempaan, stabiilimpaan tilaan. Materiaalitieteessä metastabiilit faasit ovat tärkeitä, sillä ne voivat johtaa ainutlaatuisiin ominaisuuksiin.

Kemiallisissa reaktioissa metastabiilit välituotteet ovat yleisiä. Ne muodostuvat reaktioketjun aikana ja voivat sitten reagoida edelleen tuottaen lopullisia tuotteita. Joskus metastabiilit tilat voivat olla jopa toivottuja, esimerkiksi tietyissä sovelluksissa, joissa halutaan hidastaa reaktion etenemistä tai säilyttää tietty rakenne. Metastabiilisuuden ymmärtäminen on olennaista monien luonnontieteiden ilmiöiden selittämisessä ja hallitsemisessa.