Материя (физика)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Мезон Мезон Барион Нуклон Кварк Лептон Электрон Адрон Атом Молекула Фотон W- и Z-бозоны Глюон Гравитон Электромагнитное взаимодействие Слабое взаимодействие Сильное взаимодействие Гравитация Квантовая электродинамика Квантовая хромодинамика Квантовая гравитация Электрослабое взаимодействие Теория великого объединения Теория всего Элементарная частица Вещество Бозон Хиггса
Краткий обзор различных семейств элементарных и составных частиц, и теории, описывающие их взаимодействия. Фермионы — слева, бозоны — справа. (Изображение интерактивно.)

Мате́рия (от лат. māteria «вещество») — общий термин, определяющийся множеством всего содержимого пространства и влияющее на его свойства. Является объектом изучения физики, где рассматривается в качестве не зависящей от разума объективной реальности.

Понятие в разных областях физики[править | править вики-текст]

Определение материи расширялось с развитием различных областей науки. Раньше это были объекты, которые можно было описать классическими свойствами (масса, температура, делимость и т.п.), и в представлениях Ньютона об абсолютности пространства и времени, рассматриваемые независимо; с развитием оптики, а за ней специальной и общей теории относительности это понятие дополнилось его связями с гравитацией и волнами; а современные квантовая физика, астрофизика и физика высоких энергий установили это понятие в современном смысле и активно занимаются поиском новых видов материи.

Основные виды материи[править | править вики-текст]

На данный момент существуют две формы материи[источник не указан 120 дней]:

  • Вещество
    • Адронное вещество — его структурой является множество составных частиц: адронов
    • Антивещество — состоит из античастиц
    • Нейтронное вещество — состоит преимущественно из нейтронов и лишено атомного строения. Основной компонент нейтронных звёзд, существенно более плотный, чем обычное вещество, но менее плотный, чем кварк-глюонная плазма
    • Другие виды веществ, имеющих атомоподобное строение (например, вещество, образованное мезоатомами с мюонами)
    • Кварк-глюонная плазма — сверхплотная форма вещества, существовавшая на ранней стадии эволюции Вселенной до объединения кварков в классические элементарные частицы (до конфайнмента)
    • Гипотетические докварковые сверхплотные материальные образования, составляющие которых — струны и другие объекты, c которыми оперируют теории великого объединения (см. теория струн, теория суперструн). Основные формы материи, предположительно существовавшие на ранней стадии эволюции Вселенной. Струноподобные объекты в современной физической теории претендуют на роль наиболее фундаментальных материальных образований, к которым можно свести все элементарные частицы, то есть в конечном счёте, все известные формы материи. Данный уровень анализа материи, возможно, позволит объяснить с единых позиций свойства различных элементарных частиц. Принадлежность к «веществу» здесь следует понимать условно, поскольку различие между вещественной и полевой формами материи на данном уровне стирается
  • Поле (в классическом смысле) — особая форма материи, которая в отличие от вещества, не имеет внутренних пустот, обладает абсолютной плотностью.

Гипотетические формы и виды материи[править | править вики-текст]

Физические скалярные величины

Существует мнение, что такие величины взаимодействуют между собой по законам логических формальных систем, определяя характеристики элементарных частиц, тем самым полагая, что такие скалярные величины являются своего рода метафизической информацией - третьей формой материи, наряду с веществом и полем.

Материальные объекты неясной физической природы

Эти объекты были введены в научный обиход для объяснения ряда неясных с точки зрения физики астрофизических и космологических явлений.

Вещество[править | править вики-текст]

Классическое вещество может находиться в одном из нескольких агрегатных состояний: газообразном, жидком, твёрдом кристаллическом, твердом аморфном или в виде жидкого кристалла. Кроме того, выделяют высокоионизованное состояние вещества (чаще газообразного, но, в широком смысле, любого агрегатного состояния), называемое плазмой. Известны также состояния вещества, называемые конденсат Бозе — Эйнштейна и кварк-глюонная плазма.

Элементарные частицы и поля[править | править вики-текст]

Среди элементарных частиц, составляющих вещества и поля, выделяют фермионы и бозоны, а также частицы, обладающие и не обладающие массой покоя (безмассовые частицы), могут различаться электрическим и другими зарядами. Кроме того, отдельно выделяют виртуальные частицы, которые можно рассматривать как частицы, возникающие в промежуточных состояниях взаимодействия «реальных» элементарных частиц, отличающихся тем, что они могут наблюдаться в долгоживущем состоянии в итоге эксперимента (в принципе, частицы одного и того же вида, например, фотоны или электроны, могут в одних ситуациях участвовать как виртуальные, а в других — как реальные). Отличие виртуальных частиц в том, что они рождаются и уничтожаются (поглощаются) в процессе взаимодействия и не присутствуют в эксперименте в начальном и конечном состоянии. Виртуальные частицы определяют свойства физического вакуума, который, таким образом, в современной физике также приобретает атрибуты материальной среды.

Материя в специальной и общей теории относительности[править | править вики-текст]

«Материя и излучение, согласно специальной теории относительности, являются только особыми формами энергии, распределенной в пространстве; таким образом, весомая масса теряет своё особое положение и является лишь особой формой энергии»

1920 г. Альберт Эйнштейн. «Эфир и теория относительности». Эйнштейн А. — Собрание научных трудов. В четырёх томах (1965—1967) Том 1. — С. 685.

Согласно укоренившейся терминологии материальными полями в общей теории относительности называют все поля, кроме гравитационного.

См. также[править | править вики-текст]

Wikiquote-logo.svg
В Викицитатнике есть страница по теме
Материя

Примечания[править | править вики-текст]

Виды энергии:
Atwood machine.svg Механическая
Transformer Centre-tap Air Core.svg Электрическая
Sun corner.svg Электромагнитная
Oil&gas portal logo.PNG Химическая
Radiation symbol alternate.svg Ядерная
Тепловая
\emptyset Вакуума
Гипотетические:
  Тёмная