Почему невозможно создать материал с идеальными свойствами?

Для вас вряд ли станет новостью, что любой материал состоит из атомов и имеет собственную структуру. Структура — это расположение атомов внутри материала. Оно может быть упорядоченным, а может и не очень. Но нас сейчас интересует именно правильная конструкция, которая характерна для множества кристаллических тел в твёрдом агрегатном состоянии. Это подразумевает, что атомы расположены стандартным образом и представить эту картину можно как некоторую объемную клетку, где на пересечении прутьев будут частицы. Получается так называемая кристаллическая решетка.
Физика материалов описывает поведение системы посредством связи структуры и свойств. Например, если у материала высокое электрическое сопротивление, то это значит, что решетка не способствует проведению тока и не располагает большим количеством электронного газа. Если материал внезапно ломается, то это растрескивание тоже связывается с расположением атомов и наличием несовершенства конструкции. Все физические и механические свойства в итоге сводятся к проблемам атомной структуры или существованию дефектов. Это не означает, что материал с идеальной структурой будет сверхпрочным (и обладать прочими великолепными качествами), но свойства его будут выгодно отличаться от аналогов с неравновесной структурой.
Если вся проблема материи в дефектах, то почему нельзя приложить усилия и получить идеальный материал? Удивительно, но сама физика «запрещает» это сделать. Начиная с мельчайших частиц материи, вся система всегда будет получаться дефективной и так работает природа. Для понимания проблемы нам достаточно сейчас рассмотреть уровень атомов.
Проблема абсолюта в природе
В физике нет того, что является абсолютом. Вспомните, например, абсолютное пространство Ньютона. Оно в итоге переросло в пространство Эйнштейна, где есть выпуклости, вогнутости и искажения. Или обратитесь к идее абсолютного вакуума.
Абсолютный вакуум представляет некоторую идеализацию, в которой нет вообще ничего. Но физика «не терпит пустоты». В любом вакууме что-то да будет. Теоретически, конечно, можно полагать, что мы каким-то образом смогли отфильтровать всю материю из этого вакуума, но при всём при этом мы никогда не сможем исключить флуктуации поля, которые тоже всегда присутствуют и не будут пустотой. Вакуум состоит из какого-то бульона, который постоянно кипит.
Перенося это на природу материалов, мы можем сказать, что никакой «абсолютно идеальной структуры» существовать просто не может. Мы можем выделить ряд причин, которые на это влияют.
Кратко про формирование материала
Один из первых факторов формирования материи — это тепловое движение частичек. Даже при достижении температур, близких к абсолютному нулю, частицы будут двигаться и пульсировать. Частицы находятся в непрерывном тепловом движении и это часть их природы. Это…
Подробнее https://7ooo.ru/group/2025/02/10/446-pochemu-nevozmozhno-sozdat-material-s-idealnymi-svoystvami-grss-380595512.html