准稳态

在化学和物理学中，亚稳态表示动力系统中的中间能量状态，而不是系统的最低能量状态。在斜坡上的空心中休息的球是亚稳态的一个简单例子。 如果只轻轻推动球，它会回到空心，但更大的推动力可能会使球开始滚下斜坡。 保龄球瓶表现出类似的亚稳态，要么只是摇晃片刻，要么完全翻倒。 科学中亚稳态的一个常见例子是异构化。 高能异构体之所以长寿，是因为它们被势能中的（可能很大的）障碍阻止了重新排列到它们的首选基态。

在有限寿命的亚稳态期间，所有描述状态的参数都达到并保持固定值。 隔离中：

• 能量最小的状态是系统将无限期停留的唯 一状态，直到更多的外部能量被添加到系统（唯 一的绝 对稳定状态）；
• 系统会自发地离开任何其他状态（能量更高），最终（在一系列转换之后）返回到最低能量状态。

亚稳态概念起源于一阶相变物理学。 然后，它在研究聚集的亚原子粒子（在原子核或原子中）或在分子、大分子或原子和分子簇中获得了新的意义。 后来借用它来研究决策和信息传递系统。

准稳态在物理和化学中很常见——从原子（多体组装）到分子水平或整体的分子统计集合（粘性流体、无定形固体、液晶、矿物等）（参见亚稳态 下面的物质和谷物堆）。 随着系统变得越来越大和/或如果它们相互作用的力在空间上不那么均匀或更加多样化，状态的丰富性会更加普遍。

在电子电路、信号传输、决策、神经和免疫系统等动态系统（带反馈）中，主动或反应模式相对于外部影响的时间不变性定义了稳定性和亚稳定性（参见下面的大脑亚稳定性）。 在这些系统中，分子系统中的热波动相当于影响信号传播和决策的白噪声。

非平衡热力学是物理学的一个分支，研究分子在不稳定状态下的统计系综动力学。 卡在热力学槽中而不处于最低能量状态被称为具有动力学稳定性或动力学持久性。 尽管有更好的（低能量）替代方案，但所涉及原子的特定运动或动力学导致卡住。

物质的亚稳态（也称为转移态）范围从熔化固体（或冷冻液体）、沸腾液体（或冷凝气体）和升华固体到过冷液体或过热液气混合物。 极其纯净的过冷水在 0°C 以下保持液态，并一直保持液态，直到应用振动或冷凝种子掺杂启动结晶中心。 这是大气云滴的常见情况。

亚稳相在凝聚态和晶体学中很常见。 值得注意的是，锐钛矿就是这种情况，它是二氧化钛的一种亚稳态多晶型物，尽管由于其较低的表面能通常是许多合成过程中形成的第 一相，但它始终是亚稳态的，金红石是所有温度下最稳定的相。

另一个例子，金刚石仅在非常高的压力下是稳定相，但在标准温度和压力下是碳的亚稳态。 它可以转化为石墨（加上剩余的动能），但前提是要克服活化能——中间的小山。 马氏体是一种亚稳相，用于控制大多数钢的硬度。 通常观察到二氧化硅的亚稳态多晶型物。

在某些情况下，例如在固体硼的同素异形体中，很难获得稳定相的样本。

DNA、RNA 和蛋白质等聚合物的组成部分之间的键也是亚稳态的。 三磷酸腺苷是一种高度亚稳定的分子，通俗地描述为充满能量，可以在生物学中以多种方式使用。

一般来说，乳液/胶体系统和玻璃是亚稳态的。 例如，二氧化硅玻璃的亚稳态的特征是寿命约为 1098 年（与宇宙的寿命相比，后者被认为约为 14×109 年）。

如果存在陡坡或隧道，沙堆是一种可以表现出亚稳态的系统。 沙粒由于摩擦而形成一堆。