Metastabilność

Metastabilność jest własnością delikatnej równowagi stanów, które są stabilne dla małych odchyleń od położenia równowagi, ale większe wychylenie powoduje zmianę stanu i przejście do równowagi pełnej, lub ew. innego stanu metastabilnego.

Ze względu na naturalne fluktuacje, stany metastabilne rozpadają się samoistnie, ale czas ich trwania może być bardzo długi. Dlatego dostarczenie energii, np. przez podgrzanie, zwiększa szybkość przemiany i może doprowadzić do zmiany stanu substancji.

Z fizycznego punktu widzenia układ w stanie metastabilnym znajduje się w minimum lokalnym (ale nie globalnym) energii, a po dostarczeniu energii potrzebnej do pokonania bariery, lub w wyniku zjawiska tunelowego, przechodzi do stanu o mniejszej energii.

Metastabilność substancji chemicznych  
Zazwyczaj metastabilność jest spowodowana względnie wolnym tempem przejścia fazowego. Przykładowo, w temperaturze pokojowej diament jest metastabilny, ponieważ przejście do stabilnej postaci grafitu jest niezwykle powolne. Przy wyższych temperaturach tempo przejścia fazowego jest większe i diament przekształci się w grafit.

Innymi przykładami substancji w stanach metastabilnych są ciecz przechłodzona i przegrzana. Pojęcie metastabilności pojawia się także w kontekście przemian jądrowych.

Często powtarzanym błędem jest twierdzenie, że szkło jest substancją w stanie metastabilnym. Nie jest to prawda, ponieważ stan szklisty jest z termodynamicznego punktu widzenia niestabilny.