Materia (fysiikka)

Materia ( latinan  sanasta māteria ” aine ”) on yksi fysiikan peruskäsitteistä , yleinen termi , joka määräytyy aika-avaruuden kaikkien sisältöjen joukosta ja vaikuttaa sen ominaisuuksiin .

Aineen käsite fysiikan eri alueilla

Aineen määritelmä on laajentunut eri tieteenalojen kehityksen myötä. Aikaisemmin nämä olivat esineitä, joita voitiin kuvata klassisilla ominaisuuksilla (massa, lämpötila, jaollisuus jne.), ja Newtonin ideoissa tilan ja ajan absoluuttisuudesta tarkasteltuna itsenäisesti; Optiikan ja sen jälkeen yleisen suhteellisuusteorian kehittyessä tätä käsitettä täydennettiin sen yhteyksillä painovoimaan ja aaltoihin ; ja moderni kvanttifysiikka , astrofysiikka ja korkean energian fysiikka ovat vahvistaneet tämän käsitteen modernissa[ selventää ] järkeä ja ovat aktiivisesti mukana uudentyyppisten aineiden etsinnässä.

Aineiden perustyypit

• Aine :
  • Hadron-aine  - sen rakenne on joukko yhdistehiukkasia: hadronit .
    • Baryoniaine ( baryoniaine ) - aine, joka koostuu baryoneista .
      • Aine klassisessa mielessä. Se koostuu pääasiassa fermioneista. Tämä aineen muoto hallitsee aurinkokuntaa ja läheisiä tähtijärjestelmiä.
  • Antimateriaali  koostuu antihiukkasista .
  • Neutroniaine  - koostuu pääasiassa neutroneista ja vailla atomirakennetta. Neutronitähtien pääkomponentti, huomattavasti tiheämpi kuin tavallinen aine, mutta vähemmän tiheä kuin kvarkkigluoniplasma .
  • Muuntyyppiset aineet, joilla on atomin kaltainen rakenne (esimerkiksi aine, jonka muodostavat mesoatomit ja myonit ).
  • Kvarkkigluoniplasma on supertiheä aineen muoto, joka oli olemassa maailmankaikkeuden  evoluution varhaisessa vaiheessaennen kvarkkien yhdistymistä klassisiksi alkuainehiukkasiksi (ennen sulkemista ).
  • Hypoteettiset esikvarkkien supertiheät materiaalimuodostelmat , joiden komponentit ovat jouset ja muut esineet, joiden kanssa suuret yhtenäiset teoriat toimivat (katso merkkijonoteoria , supermerkkijonoteoria ). Aineen tärkeimmät muodot, joiden oletettiin olevan olemassa maailmankaikkeuden evoluution varhaisessa vaiheessa. Nykyaikaisen fysikaalisen teorian kielemäiset esineet väittävät olevansa kaikkein perustavanlaatuisimpia materiaalimuodostelmia, joihin kaikki alkuainehiukkaset voidaan pelkistää, eli viime kädessä kaikki tunnetut aineen muodot. Tämän tason aineanalyysin avulla voidaan ehkä selittää eri alkuainehiukkasten ominaisuuksia yhtenäisestä näkökulmasta. "Substanssiin" kuuluminen on tässä ymmärrettävä ehdollisesti, koska aineen materiaali- ja kenttämuotojen välinen ero tällä tasolla pyyhitään pois.

Kentässä, toisin kuin aineessa, ei ole sisäisiä tyhjiöitä, sillä on absoluuttinen tiheys.

• Kenttä (klassisessa merkityksessä):
  • sähkömagneettinen kenttä .
  • Painovoimakenttä .

• Luonteeltaan erilaisia ​​kvanttikenttiä . Nykyaikaisten käsitteiden mukaan kvanttikenttä on universaali aineen muoto, johon voidaan pelkistää sekä substanssit että klassiset kentät, kun taas on olemassa sumea jako todellisiin kenttiin (fermioniset lepton- ja kvarkkikentät ) ja vuorovaikutuskenttiin ( gluon ). voimakas, keskitason bosoninen heikko ja fotonien bosoninen sähkömagneettinen kenttä, tämä sisältää myös toistaiseksi hypoteettisen gravitonien kentän ). Niistä erottuu Higgsin kenttä , jota on vaikea liittää yksiselitteisesti mihinkään näistä luokista.

• Aineelliset esineet, joilla on epämääräinen fyysinen luonne:
  • Pimeä aine .
  • Pimeää energiaa .

Nämä esineet otettiin tieteelliseen käyttöön selittämään useita astrofysikaalisia ja kosmologisia ilmiöitä.

Aine

Klassinen aine voi olla jossakin useista aggregaatiotiloista : kaasumainen , nestemäinen , kiinteä kiteinen , kiinteä amorfinen tai nestekiteen muodossa . Lisäksi eristetään erittäin ionisoitunutta ainetta (yleensä kaasumaista, mutta laajassa mielessä mikä tahansa aggregaatiotila), jota kutsutaan plasmaksi . On myös aineen tiloja, joita kutsutaan Bose-Einstein-kondensaatiksi ja kvarkkigluoniplasmaksi .

Alkuainehiukkaset ja kentät

Aineen ja kentät muodostavista alkuainehiukkasista erotetaan fermionit ja bosonit sekä hiukkaset, joilla on ja joilla ei ole lepomassaa ( massattomat hiukkaset ), voivat erota sähkö- ja muissa varauksissa. Lisäksi erotetaan erikseen virtuaalihiukkaset , joita voidaan pitää "oikeiden" alkuainehiukkasten vuorovaikutuksen välitiloissa syntyvinä hiukkasina, jotka eroavat siinä, että ne voidaan kokeen tuloksena havaita pitkäikäisessä tilassa ( periaatteessa saman tyyppiset hiukkaset, esimerkiksi fotonit tai elektronit, voivat osallistua joissakin tilanteissa virtuaalisina ja toisissa todellisina). Ero virtuaalihiukkasten välillä on se, että ne syntyvät ja tuhoutuvat (absorboituvat) vuorovaikutusprosessissa, eivätkä ne ole kokeessa läsnä alku- ja lopputilassa. Virtuaalihiukkaset määräävät fysikaalisen tyhjiön ominaisuudet , joka siten saa nykyfysiikassa myös aineellisen ympäristön ominaisuudet.

Aine erikois- ja yleisessä suhteellisuusteoriassa

Aine ja säteily ovat erityissuhteellisuusteorian mukaan vain avaruudessa jakautuneita energian erityismuotoja; näin ollen painava massa menettää erityisasemansa ja on vain erityinen energiamuoto.

Juurtun terminologian mukaan aineelliset kentät yleisessä suhteellisuusteoriassa ovat kaikki kenttiä paitsi gravitaatio.

Katso myös

• Materia (filosofia)
• Alkuainehiukkanen
• Paino
• Energiaa
• antimateriaa
• Perusvuorovaikutukset
• Yleinen suhteellisuusteoria
• Albert Einstein

Muistiinpanot

1. ↑ "Eetteri ja suhteellisuusteoria". Einstein A. - Tieteellisten teosten kokoelma. Neljässä osassa (1965-1967) Volume 1. Arkistoitu 25. marraskuuta 2015 Wayback Machinessa - s. 685.

Linkit

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Hienoa norjalaista kroatialainen Britannica (verkossa) Katolinen (1997-…) Treccani Universalis Universalis
Bibliografisissa luetteloissa	GND : 4037940-1 J9U : 987007558290205171 LCCN : sh85082246 NDL : 00561096 NKC : ph120762