Teorin, publicerad i tidskriften Physical Review Letters, antyder att glas inte genomgår en fasövergång, som man tidigare trott, utan snarare en kontinuerlig transformation.
"Vi tror att glas är ett unikt tillstånd av materia som inte passar in i de traditionella kategorierna fast, flytande eller gas", säger studiens huvudförfattare Pablo Debenedetti, professor i kemiteknik vid Princeton University. "Vår teori ger ett nytt sätt att förstå hur glas bildas och beter sig."
Den traditionella synen på glas är att det är en vätska som har kylts så snabbt att den inte hinner kristallisera. Denna teori, känd som den "kinetiska teorin om glasbildning", har varit allmänt accepterad i över ett sekel.
Den kinetiska teorin har dock vissa problem. Den kan till exempel inte förklara varför vissa vätskor, som vatten, lätt bildar kristaller, medan andra, som glas, inte gör det. Det kan inte heller förklara varför glasets egenskaper beror på hastigheten med vilken det kyls.
Den nya teorin, känd som den "termodynamiska teorin om glasbildning", antyder att glas inte genomgår en fasövergång eftersom det inte är ett termodynamiskt stabilt tillstånd. Snarare är glas ett metastabilt tillstånd som är fångat mellan det flytande och kristallina tillståndet.
"Vår teori tyder på att glas inte är en frusen vätska, utan snarare ett unikt tillstånd av materia som kännetecknas av dess oförmåga att kristallisera," sa Debenedetti. "Denna nya förståelse av glas kan leda till nya sätt att designa och kontrollera egenskaperna hos glas och andra amorfa material."
Den termodynamiska teorin om glasbildning är fortfarande i ett tidigt skede, men den har redan genererat mycket spänning i det vetenskapliga samfundet. Forskare är hoppfulla att teorin så småningom kommer att leda till en fullständig förståelse för hur glas bildas och beter sig.
