Metastabiliteit

Metastabiliteit is in de natuurwetenschappen een evenwichtstoestand die niet absoluut stabiel is (er bestaat een toestand die energetisch gunstiger is) maar waarbij het systeem niet onmiddellijk naar een energetisch gunstigere toestand vervalt. Het evenwicht is bestand tegen kleine verstoringen, maar niet tegen voldoende grote verstoringen.

Een klassiek metastabiel systeem. In toestand 1 is de bal in een metastabiele toestand: kleine verstoringen zullen de bal niet uit evenwicht brengen. In 2 de overgangstoestand en in 3 de absoluut stabiele toestand van laagste energie.

Een voorbeeld is kookvertraging, waarbij water tot een temperatuur boven het kookpunt wordt verhit zonder dat het gaat koken. De gasvorm van het water is dan thermodynamisch (energetisch) gunstiger, maar de microscopische belletjes die zich van tijd tot tijd in de vloeistof vormen door fluctuaties, groeien niet uit tot echte bellen: de microscopische belletjes zijn energetisch niet gunstig omdat ze relatief veel oppervlakte-energie hebben vergeleken met de energieverlaging in het gas daarbinnen. Pas als een bel een bepaalde grootte heeft, is dit voldoende gunstig om de bel door te laten groeien. Een externe verstoring (bijvoorbeeld het inbrengen van een ruw oppervlak of het stoten tegen de houder) kan dan zo'n voldoende grote bel veroorzaken, en leiden tot het plotseling optreden van heftig koken.