Materie

Aproape toată materia care poate fi întâlnită în viața de zi cu zi este materie barionică. Aceasta include atomi de orice fel și le conferă acestora proprietatea de a avea masă. Materia non-barionică, așa cum reiese din denumire, este orice fel de materie care nu este compusă în principal din barioni. Aceasta ar putea include neutrinii și electronii liberi, materia întunecată, cum ar fi particulele supersimetrice, axionii și găurile negre.

Însăși existența barionilor este o problemă importantă în cosmologie. Se presupune că Big Bang-ul a produs o stare cu cantități egale de barioni și antibarioni. Procesul prin care barionii au ajuns să fie mai numeroși decât antiparticulele lor se numește bariogeneză.

Proprietăți ale materiei

Materia poate fi experimentată direct prin simțuri. Ea are proprietăți care pot fi măsurate, cum ar fi masa, volumul, densitatea, precum și proprietăți calitative, cum ar fi gustul, mirosul și culoarea, de exemplu.

Exemple de materie

Toate corpurile fizice din univers sunt alcătuite din materie: galaxii, stele și planete, roci, apă și aer. Organismele vii precum plantele, animalele și oamenii sunt, de asemenea, compuse din materie.

În fizică, universul conține, de asemenea, lucruri care nu sunt materie, inclusiv unele particule elementare care nu au masă de repaus. Fotonii (radiația electromagnetică, cum ar fi lumina) sunt un exemplu cunoscut.

Pe lângă masa sa de repaus, materia poate conține și alte forme de energie, care nu sunt materie, dar care îi permit să interacționeze între ele prin schimbul de energie cinetică, căldură, lumină, unde sonore etc.

În afara științelor fizice, pot exista multe alte lucruri care nu sunt materie sau energie. Doar de exemplu, pot fi experimentate emoții sau pot fi avute idei.

Structura și compoziția materiei sunt investigate prin ruperea materiei în bucăți din ce în ce mai mici. Astfel, organismele vii sunt alcătuite din celule. Celulele sunt compuse din molecule, care sunt seturi de atomi legați între ei. Fiecare atom, la rândul său, este un ansamblu de particule elementare.

Fizicienii clasifică, de asemenea, materia în câteva categorii generale, numite stări, cu proprietăți foarte diferite:

• Solidele sunt obiecte materiale alcătuite din molecule și atomi atât de puternic legați între ei încât tind să își păstreze forma chiar și atunci când sunt deplasate, deși se pot deforma sub presiune. Exemple: o piatră, o masă, un cuțit, un bloc de gheață.
• Fluidele sunt cantități de materie compuse din molecule și atomi slab legați între ei. Ele nu au o formă proprie. Există două tipuri de fluide:
• Lichidele includ forme condensate de materie, ca și solidele, dar în care legăturile dintre elementele constitutive (molecule, atomi) le permit să se deplaseze unele față de altele, continuând în același timp să rămână unite în vrac: ele păstrează o suprafață definită. Lichidele adoptă forma recipientelor în care sunt conținute. Exemple: apă, ulei, sânge, lavă, băuturi răcoritoare.
• Gazele sunt cantități de materie în care legăturile dintre elementele constitutive (molecule, atomi) sunt atât de slabe încât acestea se pot deplasa independent unele de altele. Gazele nu prezintă o suprafață proprie, ele tind să se dilate pentru a ocupa tot volumul disponibil. Exemple: aer, vapori de apă, heliu.
• Plasmele sunt alcătuite din materie ionizată și prezintă interes mai ales pentru oamenii de știință. Exemple: ionosfera Pământului, coroana solară. Particulele dintr-o plasmă sunt un amestec între un lichid și un gaz. Particulele sunt libere să se miște, ca un lichid, iar atracția este slabă, ca un gaz. Această stare a materiei nu este pe deplin înțeleasă. Un exemplu de plasmă poate fi găsit în fulgere.
• Un condensat Bose-Einstein (BEC) este o stare a materiei formată dintr-un gaz diluat de bosoni răcit la temperaturi foarte apropiate de zero absolut (0 K sau -273,15 °C).

O anumită cantitate de materie poate trece de la o stare la alta în funcție de temperatură și presiune. Pe Pământ, apa poate exista simultan în trei stări: solidă (gheață), lichidă (lacuri, oceane) și gazoasă (vapori sau aburi).

• Antimaterie
• Teoria atomică
• Atomi