
Question
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Dans la science , la mati??re est g??n??ralement d??fini comme le substance dont physique objets sont compos??s, sans compter la contribution de divers ??nergie ou des champs de force, qui ne sont pas habituellement consid??r??s comme la mati??re en soi (bien qu'ils puissent contribuer ?? la masse d'objets). Mati??re constitue une grande partie de l' univers observable , mais l?? encore, la lumi??re ne est pas habituellement consid??r?? comme un objet. Malheureusement, ?? des fins scientifiques, la ??mati??re?? est quelque peu vaguement d??fini. Il est normalement d??finie comme tout ce qui a une masse et prend de la place.
Matter (??nergie) peut ??tre dans plusieurs ??tats diff??rents, les plus courantes ??tant physique des hautes ??nergies, solides , liquides et gaz .
D??finition
Tout ce qui occupe espace et a la masse est connu en tant que mati??re. En physique , il n'y a pas de consensus quant ?? une d??finition exacte de la mati??re. Les physiciens ne utilisent g??n??ralement pas la parole lorsque la pr??cision est n??cessaire, pr??f??rant parler des concepts plus clairement d??finis de masse , l'??nergie , et particules.
Une d??finition possible de la mati??re dont au moins certains physiciens utilisent est que la mati??re est tout ce qui est compos?? de ??l??mentaire fermions. Il se agit de la leptons, y compris l' ??lectronique , et les quarks , y compris les haut et bas quarks dont protons et neutrons sont faites. Depuis protons , neutrons et ??lectrons se combinent pour former des atomes et des mol??cules , ainsi ils comprennent les substances en vrac qui composent toute la mati??re ordinaire. Matter comprend ??galement les divers autres baryons, mais exclut la ??vraie m??sons ". La propri??t?? pertinente cl?? de fermions, ce est qu'ils ont demi-entier spin (, 1/2, 3/2, 5/2, ..., etc.) et donc, par le Th??or??me spin-statistique de la th??orie quantique des champs , ob??ir ?? la Principe d'exclusion de Pauli, qui interdit deux fermions d'occuper le m??me ??tat quantique. Cela semble correspondre ??troitement ?? la notion plus primitive que la mati??re est "imp??n??trable", et prend de la place.
Sur ce point de vue, les choses qui ne sont pas question comprennent la lumi??re ( photons ), gravitons, m??sons (sauf pour le muon, un lepton appel??e ?? tort un m??son avant la distinction est devenu clair) et l'autre jauge bosons. Ces tous ont demi-m??me spin (0,1,2, ...), ne respectent pas le principe d'exclusion, et ainsi de ne occupent pas d'espace dans le m??me sens. Ceux-ci peuvent tous ??tre consid??r??s comme champ quanta , et peuvent ??tre ??chang??es librement par fermions sans les fermions changer leurs propres statistiques, ou ainsi leur identit?? essentielle. Cependant, ces bosons ne ont toujours de l'??nergie et, (selon la ??quivalence de la masse-??nergie relativit?? restreinte ) donc de masse, de sorte que dans cette d??finition certaines particules ont une masse sans ??tre question: W et Z bosons ont reposer la masse , mais ne sont pas ??l??mentaire fermions. En outre, tous deux photons qui ne se d??placent pas parall??les entre elles, dans leur syst??me, ont un invariant de masse . Glueballs ont masse en raison de leur ??nergie de liaison, mais pas contenir particules avec le reste de masse , ni aucune ??l??mentaire fermions.
La plupart de la masse des protons et des neutrons proviennent de la ??nergie de liaison entre les quarks , et non les masses des quarks eux-m??mes. L'un des trois types de neutrinos peut ??tre sans masse.
Propri??t??s de la mati??re
Quarks se combinent pour former hadrons. En raison du principe de couleur confinement qui se produit dans le interaction forte, les quarks ne existe non li??e par les autres quarks. Parmi les hadrons sont le proton et le neutron. Habituellement, ces noyaux sont entour??s d'un nuage d'??lectrons. Un noyau avec autant d'??lectrons que des protons est donc ??lectriquement neutre et est appel?? un atome , sinon il est un ion .
Leptons ne se sentent pas la force forte et ainsi peuvent exister non li??e par les autres particules. Sur Terre, les ??lectrons sont g??n??ralement tenus dans les atomes, mais il est facile de les lib??rer, un fait qui est exploit??e dans le Tube ?? rayons cathodiques. Muons peuvent former bri??vement ??tats li??s appel??s atomes muoniques. Neutrinos sentir ni la forte ni les interactions ??lectromagn??tiques . Ils ne sont jamais li??s ?? d'autres particules.
Mati??re homog??ne a une composition et des propri??t??s uniforme. Il peut se agir d'un m??lange, tel que laiton, un compos?? chimique comme l'eau, ou ??l??mentaire, comme pur fer . mati??re h??t??rog??ne, comme le granit , ne ont pas une composition pr??cise.
Phases
En en masse, la mati??re peut exister dans plusieurs diff??rentes phases , selon la la pression et la temp??rature . Une phase est un ??tat d'un syst??me physique macroscopique qui a la composition chimique relativement uniforme et des propri??t??s physiques (par exemple la densit?? , la structure cristalline, indice de r??fraction, et ainsi de suite). Ces phases comprennent les trois plus familiers - solides , liquides et gaz - ainsi que les plasmas , superfluides, supersolides, Condensats de Bose-Einstein, condensats fermioniques, cristaux liquides , mati??re ??trange et plasmas quark-gluon. Il existe ??galement la paramagn??tique et phases ferromagn??tiques magn??tiques des mat??riaux. Comme les conditions changent, la mati??re peut changer d'une phase ?? une autre. Ces ph??nom??nes sont appel??s les transitions de phase, et leurs ??nerg??tique sont ??tudi??s dans le domaine de la thermodynamique .
En petites quantit??s, les mati??res peuvent pr??senter des propri??t??s qui sont totalement diff??rentes de celles du mat??riau en vrac et ne peuvent ??tre bien d??crite par une phase.
Phases sont parfois appel??s ??tats de la mati??re, mais ce terme peut pr??ter ?? confusion avec thermodynamiques Etats. Par exemple, deux gaz maintenus ?? des pressions diff??rentes sont dans diff??rents ??tats thermodynamiques, mais le m??me "??tat de la mati??re".
La mati??re chimique
La mati??re chimique est la partie de l'univers qui est faite de produits chimiques atomes . Cette partie de l'univers ne comprend pas l'??nergie sombre, la mati??re noire , les trous noirs ou diverses formes de mati??re d??g??n??r??e, comme composer naines blanches et ??toiles les ??toiles ?? neutrons. Des donn??es r??centes de la Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), sugg??re que seulement environ 4% de la masse totale de la partie de l'univers qui est ?? port??e des meilleurs t??lescopes th??oriques (ce est ?? dire, qui peut ??tre visible, parce que la lumi??re nous est parvenu de lui), est fait de mati??re chimique. Environ 22% est la mati??re noire, et environ 74% est l'??nergie sombre.
Antimati??re
En physique des particules et chimie quantique , l'antimati??re est la mati??re qui est compos?? de la antiparticules de ceux qui constituent la mati??re normale. Si une particule et son antiparticule entrent en contact les uns avec les autres, les deux an??antir; autrement dit, ils peuvent tous les deux ??tre convertis en d'autres particules avec une ??gale ??nergie en conformit?? avec Einstein l '??quation E = mc 2. Ces nouvelles particules peuvent ??tre ?? haute ??nergie des photons ( rayons gamma) ou d'autres paires particule-antiparticule. Les particules r??sultantes sont dou??s d'une quantit?? d'??nergie cin??tique ??gale ?? la diff??rence entre la masse au repos des produits de l'an??antissement et de la masse au repos de la paire particule-antiparticule d'origine, qui est souvent tr??s grande.
L'antimati??re ne est pas pr??sent naturellement sur Terre, sauf tr??s bri??vement et en quantit??s infimes (?? la suite de d??sint??gration radioactive ou rayons cosmiques). Ce est parce que l'antimati??re qui est venu ?? exister sur Terre en dehors des limites d'un laboratoire appropri?? de la physique serait presque instantan??ment r??pondre ?? la mati??re ordinaire que la Terre est fait, et ??tre an??anti. Antiparticules et certains antimati??re stable (comme antihydrog??ne) peut ??tre fait en petites quantit??s, mais pas en quantit?? suffisante pour faire plus de tester quelques-unes de ses propri??t??s th??oriques.
Il ya beaucoup de sp??culations ?? la fois dans la science et la science-fiction pour expliquer pourquoi l'univers observable est apparemment presque enti??rement la mati??re, si d'autres endroits sont presque enti??rement l'antimati??re ?? la place, et ce qui pourrait ??tre possible si l'antimati??re pourrait ??tre exploit??e, mais ?? ce moment l'apparent asym??trie entre mati??re et antimati??re dans l'univers visible est l'un des grands probl??mes non r??solus de la physique. Processus par lesquels il arriva sont examin??es plus en d??tail ?? la rubrique baryog??n??se.
Mati??re noire
Dans la cosmologie , les effets aux plus grandes ??chelles semblent indiquer la pr??sence de quantit??s incroyables de la mati??re noire qui ne est pas associ?? avec un rayonnement ??lectromagn??tique. Les donn??es d'observation de l'univers pr??coce et le big bang th??orie exiger que cette question ont de l'??nergie et de la masse, mais ne est pas compos??e soit de fermions ??l??mentaires (comme ci-dessus) OU bosons de jauge. En tant que tel, il est constitu?? de particules encore non observ??es dans le laboratoire (peut-??tre particules supersym??triques).
Mati??re exotique
Mati??re exotique est un concept hypoth??tique de la physique des particules . Il couvre tout mat??riel qui viole une ou plusieurs des conditions classiques ou ne est pas faite de connue baryoniques particules.