Materia (fysik)

Materia (från latin  māteria " substans ") är ett av fysikens grundläggande begrepp , en allmän term som bestäms av mängden av allt innehåll i rum-tiden och påverkar dess egenskaper .

Begreppet materia inom olika fysikområden

Definitionen av materia har utökats med utvecklingen av olika vetenskapsområden. Tidigare var dessa föremål som kunde beskrivas med klassiska egenskaper (massa, temperatur, delbarhet, etc.), och i Newtons idéer om rummets och tidens absolutitet , oberoende betraktade; med optikens utveckling , och efter den den speciella och allmänna relativitetsteorin, kompletterades detta begrepp av dess samband med gravitation och vågor ; och modern kvantfysik , astrofysik och högenergifysik har etablerat detta koncept i modern[ förtydliga ] mening och är aktivt engagerade i sökandet efter nya typer av materia.

Grundläggande typer av materia

• Ämne :
  • Hadronmateria  - dess struktur är en uppsättning sammansatta partiklar: hadroner .
    • Baryonmateria ( baryonmateria ) - ett ämne som består av baryoner .
      • Substans i klassisk mening. Den består huvudsakligen av fermioner. Denna form av materia dominerar solsystemet och närliggande stjärnsystem.
  • Antimateria  består av antipartiklar .
  • Neutronmateria  - består huvudsakligen av neutroner och saknar atomstruktur. Huvudkomponenten i neutronstjärnor , betydligt tätare än vanlig materia, men mindre tät än kvarg-gluonplasma .
  • Andra typer av ämnen som har en atomliknande struktur (till exempel ett ämne som bildas av mesoatomer med myoner ).
  • Kvark-gluonplasma  är en supertät form av materia som existerade i ett tidigt skede av universums utveckling innan kvarkar förenades till klassiska elementarpartiklar (före instängning ).
  • Hypotetiska pre-quark superdense materialformationer , vars komponenter är strängar och andra objekt som stora förenade teorier fungerar med (se strängteori , supersträngteori ). De huvudsakliga formerna av materia som förmodas existerade i ett tidigt skede av universums utveckling. Strängliknande föremål i modern fysikalisk teori gör anspråk på att vara de mest grundläggande materiella formationerna, till vilka alla elementarpartiklar kan reduceras, det vill säga i slutändan alla kända former av materia. Denna nivå av materiaanalys kan kanske göra det möjligt att förklara egenskaperna hos olika elementarpartiklar från en enhetlig synvinkel. Att tillhöra "substansen" här bör förstås villkorligt, eftersom skillnaden mellan materiens materiella och fältformer på denna nivå raderas.

Fältet, till skillnad från materia, har inga inre tomrum, det har en absolut täthet.

• Fält (i klassisk mening):
  • elektromagnetiskt fält .
  • Tyngdkraftsfält .

• Kvantfält av olika karaktär. Enligt moderna begrepp är kvantfältet en universell form av materia, till vilken både ämnen och klassiska fält kan reduceras, medan det finns en suddig uppdelning i verkliga fält ( lepton- och kvarkfält av fermionisk natur) och interaktionsfält ( gluon starkt, mellanliggande bosoniskt svagt och fotonelektromagnetiskt fält av bosonisk natur, detta inkluderar även det hypotetiska gravitonfältet för närvarande ). Utmärkt bland dem är Higgsfältet , som är svårt att entydigt tillskriva någon av dessa kategorier.

• Materiella föremål av obskyr fysisk natur:
  • Mörk materia .
  • Mörk energi .

Dessa föremål introducerades i vetenskapligt bruk för att förklara ett antal astrofysiska och kosmologiska fenomen.

Ämne

Ett klassiskt ämne kan vara i ett av flera aggregationstillstånd : gasformigt , flytande , fast kristallint , fast amorft eller i form av en flytande kristall . Dessutom isoleras ett högt joniserat tillstånd av materia (vanligtvis gasformigt, men i vid mening vilket tillstånd av aggregation som helst), som kallas plasma . Det finns också materiatillstånd som kallas Bose-Einstein-kondensatet och kvarg-gluonplasman .

Elementarpartiklar och fält

Bland de elementarpartiklar som utgör materia och fält urskiljs fermioner och bosoner , liksom partiklar som har och inte har vilomassa ( masslösa partiklar ), kan skilja sig åt i elektriska och andra laddningar. Dessutom pekas virtuella partiklar ut separat , vilket kan betraktas som partiklar som uppstår i mellantillstånd av interaktionen mellan "riktiga" elementarpartiklar, som skiljer sig åt genom att de kan observeras i ett långlivat tillstånd som ett resultat av experimentet ( i princip kan partiklar av samma typ, till exempel fotoner eller elektroner, delta i vissa situationer som virtuella och i andra som verkliga). Skillnaden mellan virtuella partiklar är att de skapas och förstörs (absorberas) i interaktionsprocessen och inte är närvarande i experimentet i initial- och sluttillståndet. Virtuella partiklar bestämmer egenskaperna hos det fysiska vakuumet , som alltså i modern fysik också förvärvar egenskaperna hos den materiella miljön.

Materia i speciell och allmän relativitetsteori

Materia och strålning är enligt den speciella relativitetsteorien bara speciella energiformer som är fördelade i rymden; sålunda förlorar tung massa sin särställning och är endast en speciell form av energi.

Enligt den förankrade terminologin är materiella fält i den allmänna relativitetsteorin alla fält, förutom gravitation.

Se även

• Materia (filosofi)
• Elementarpartikel
• Vikt
• Energi
• antimateria
• Grundläggande interaktioner
• Allmän relativitetsteori
• Albert Einstein

Anteckningar

1. ^ "Eter och relativitetsteorin". Einstein A. - Samling av vetenskapliga verk. I fyra volymer (1965-1967) Volym 1. Arkiverad 25 november 2015 på Wayback Machine - s. 685.

Länkar

Ordböcker och uppslagsverk	Stor norsk Kroatisk Britannica (online) Katolsk (1997—...) Treccani Universalis Universalis
I bibliografiska kataloger	GND : 4037940-1 J9U : 987007558290205171 LCCN : sh85082246 NDL : 00561096 NKC : ph120762