Aproximacion a Fenomenos Relacionados Con La Naturaleza De La Materia

Aproximacion a Fenomenos Relacionados Con La Naturaleza De La Materia

La materia

La materia es un término general para la sustancia de la cual todos los objetos físicos consisten.[1][2] Por lo general, incluye la materia átomos y otros partículas que han masa. Una forma común de definir la materia es como todo lo que ha masa y ocupa volumen.[3] En la práctica, sin embargo no hay un solo significado correcto científica de la “materia”, como campos diferentes utilizan el término en formas diferentes e incompatibles a veces.

Durante gran parte de la historia de la ciencias naturales personas han contemplado la naturaleza exacta de la materia. La idea de que la materia estaba hecha de bloques de construcción discreta, el llamado teoría de la materia de partículas, Se puso por primera vez por los filósofos griegos Leucipo (~ 490 aC) y Demócrito (~ 470–380 a. C.).[4] Con el tiempo una estructura cada vez más fina de la materia se descubrió: objetos están hechos de moléculas, Las moléculas consisten en átomos, que a su vez constan de interactuar partículas subatómicas como protones y electrones.

La materia se dice comúnmente que existen en cuatro Estados (O fases): sólidos, líquido, de gas y plasma. Sin embargo, los avances en técnicas experimentales han dado cuenta de las otras fases, hasta ahora sólo teóricos, tales como Condensados Bose-Einstein y fermiónico condensados. La concentración en un punto de vista de las partículas elementales de la materia también conduce a nuevas fases de la materia, tales como el plasma de quarks y gluones.

En la física y química, Presenta la materia tanto ola-Y como de partículas-Como las propiedades, la llamada la dualidad onda-partícula.[8][9][10]

En el ámbito de la cosmología, Extensiones del término la materia se invocan para incluir la materia oscura y la energía oscura, Conceptos introducidos para explicar algunos fenómenos extraños de la universo observable, Como la curva de rotación galáctica. Estas formas exóticas de “materia” no se refieren a la materia como “bloques de construcción”, pero las formas más bien en la actualidad poco conocidos del masa y energía.

Desarrollo histórico

Orígenes

La presocráticos fueron algunos de los especuladores registró por primera vez acerca de la naturaleza subyacente del mundo visible. Thales (C. 624 aC-c. 546 aC), considerado el agua como la materia fundamental del mundo. Anaximandro (. C. 610 aC-c 546 aC) postuló que la materia prima era totalmente sin carácter o ilimitado: el Infinito (apeiron). Anaxímenes (Floreció 585 aC, 528 d. C.) postula que la materia básica era pneuma o el aire. Heráclito (C. 535-c. 475 aC) parece decir el elemento básico es el fuego, aunque tal vez él quiere decir que todo es cambio. Empédocles (C. 490–430 aC) habla de cuatro elementos de que todo estaba hecho: tierra, agua, aire y fuego.[12] Mientras tanto, Parménides argumentó que el cambio no existe, y Demócrito argumentó que todo está compuesto de organismos minúsculos, inerte de todas las formas llamadas átomos, una filosofía llamada atomismo. Todas estas nociones se profundos problemas filosóficos.[13]

Aristóteles (384 aC - 322 aC) fue el primero en poner el concepto en una sólida base filosófica, que él hizo en su filosofía de la naturaleza, especialmente en Física libro I.[14] Adoptó como suposiciones razonables los cuatro Elementos de Empédocles, Pero añadió un quinto, éter. Sin embargo estos elementos no son básicos en mente de Aristóteles. Más bien, como todo lo demás en el mundo visible, se compone de la base principios materia y forma.

La palabra Aristóteles utiliza para la materia, ὑλη (hyle o hule), Puede traducirse literalmente como la madera o la madera, es decir, “materia prima” para la construcción.[15] En efecto, la concepción de Aristóteles de la materia es intrínsecamente ligado a algo que hizo o que está compuesto. En otras palabras, en contraste con la concepción moderna temprana de la materia como el espacio que ocupan simplemente, cuestión de Aristóteles es por definición vinculados a proceso o cambio: la materia es lo que subyace a un cambio de fondo.

Por ejemplo, un caballo come hierba: el caballo cambia la hierba en sí misma, la hierba, como tal, no persiste en el caballo, pero algunos de sus aspectos-la materia-lo hace. El asunto no esté específicamente descrito (por ejemplo, como átomos), Sino que consiste en lo que persiste en el cambio de fondo de la hierba a caballo. La materia en este entendimiento no existe de forma independiente (es decir, como un sustancia), Pero existe interdependiente (es decir, como un “principio”) con la forma y sólo en la medida en que la base de cambio. Puede ser útil concebir la relación de la materia y de forma muy similar a la existente entre las partes y el todo. Para Aristóteles, la materia como tal, sólo puede recibir la realidad de la forma, no tiene actividad o realidad en sí misma, similar a la forma en que las partes, como tal, sólo existen en su conjunto (de lo contrario sería conjuntos independientes).

Principios de la modernidad

René Descartes (1596–1650) fue el creador de la moderna concepción de la materia. Ser un geómetra, que redefinió la materia para ser conveniente para el tratamiento abstracto, matemático como el que ocupa el espacio:

Así, la extensión en longitud, anchura y profundidad, constituye la naturaleza de la sustancia corporal, y el pensamiento constituye la naturaleza de la sustancia pensante. Y todo lo que puede atribuirse al cuerpo de extensión presupone, y es sólo un modo de lo que se extiende

René Descartes, Principios de la Filosofía

Para Descartes, la materia sólo tiene la propiedad de la extensión, por lo que su única actividad, aparte de la locomoción es excluir a otros organismos: ésta es la filosofía mecánica. Descartes hace una distinción absoluta entre la mente, que él define como no prorrogado, la sustancia pensante, y la materia, que define como irracional, la sustancia extensa.[17] Son cosas independientes. Por el contrario, Aristóteles define la materia y el formal / principio de la formación como un complemento principios que en conjunto componen una cosa independiente (sustancia). En definitiva, Aristóteles define la materia (en líneas generales) como lo que están hechas las cosas, pero Descartes eleva la materia a ser algo en sí mismo.

La continuidad y la diferencia entre Descartes y las concepciones de Aristóteles es digno de mención. En ambas concepciones, la materia es pasiva o inerte. En las concepciones respectivas cuestión tiene una relación diferente a la inteligencia. Para Aristóteles, la materia y la inteligencia (forma) conviven en una relación de interdependencia, mientras que para Descartes, la materia y la inteligencia (mente) se opone por definición, independientes sustancias.[18]

Isaac Newton (1643–1727) heredó la concepción mecánica de Descartes de la materia, que consideraba la materia como “sólido, macizo, duro, las partículas impenetrables, móviles”, que “incluso tan duro como nunca usar o romper en pedazos”.[19] El “principal” propiedades de la materia eran susceptibles de descripción matemática, a diferencia de “secundaria” cualidades como el color o sabor.[19] restaura Newton a la materia propiedades intrínsecas, además de la extensión (por lo menos en forma limitada), como la masa. Una distinción clave entre Descartes y las opiniones de Newton era que Newton rechazó la mecánica de Descartes en contacto, mostrando que los organismos tienen la capacidad como la atracción (en particular, gravedad).[20] En la misma línea, Joseph Priestly argumentó que las propiedades de la mecánica corporal trascender en contacto con: propiedades químicas requieren la capacidad de atracción.[20] En el siglo 19, tras el desarrollo de la tabla periódica, Y de teoría atómica, átomos fueron considerados como los componentes fundamentales de la materia, átomos formados moléculas y compuestos.[21]

Finales del siglo XIX y principios del siglo XX

La definición común en términos de espacio que ocupan y que la masa está en contraste con la mayoría de las definiciones físicas y químicas de la materia, que se basan en cambio en su estructura y los atributos no necesariamente relacionado con el volumen y la masa. A comienzos del siglo XIX, el concepto de la materia comenzó una rápida evolución.

Aspectos de la visión newtoniana todavía gobernaba. James Clerk Maxwell asunto a debate en su trabajo Materia y movimiento.[22] Se separa cuidadosamente “materia” de espacio y tiempo, Y se define en términos del objeto que se refiere el primera ley de Newton del movimiento.

Sin embargo, la imagen newtoniana no era toda la historia. En el siglo 19, el término “materia” se discutió activamente por un grupo de científicos y filósofos, y una breve reseña se puede encontrar en Levere.

En lugar de simplemente tener los atributos de espacio de comunicación y de ocupación, la materia se llevó a cabo para que las propiedades químicas y eléctricas. El famoso físico J. J. Thomson escribió sobre la “constitución de la materia” y se refería a la posible conexión entre la materia y la carga eléctrica.[25] Hay toda una literatura sobre la “estructura de la materia”, que van desde la “estructura eléctrica” en el siglo 20,[26] a la “estructura del quark de la materia” más reciente, presentado hoy con el comentario: Comprender la estructura del quark de la materia ha sido uno de los más importantes avances en la física contemporánea.[27] En este sentido, los físicos hablan de campos de materia, Y hablar de partículas como “excitaciones cuánticas de un modo del campo de asunto”.[8][9] Y aquí es una cita a partir de Sabbata y Gasperini: “Con la palabra” materia “que denotan, en este contexto, las fuentes de las interacciones, es decir campos espinor (Como los quarks y leptones), Que se cree que son los componentes fundamentales de la materia, o campos escalares, Como el Partículas de Higgs, Que se utilizan a la masa introducida en un Teoría Gauge (Y que, sin embargo, podría estar compuesto por más campos de fermiones fundamentales). “[28] Noam Chomsky resume la situación:

Más tarde la evolución

La concepción moderna de la materia se ha perfeccionado muchas veces en la historia, a la luz de la mejora en el conocimiento de sólo lo los bloques de construcción básicos, y en cómo interactúan.

A finales del siglo 19 con la descubrimiento de la de electrones, Y en el siglo 20, con la descubrimiento de la núcleo atómico, Y el nacimiento de la física de partículas, La materia fue considerada como compuesta por electrones, protones y neutrones interactúan para formar átomos. Hoy en día, sabemos que incluso los protones y los neutrones no son indivisibles, que se puede dividir en los quarks, Mientras que los electrones forman parte de una familia de partículas llamadas leptones. Ambos quarks y leptones se las partículas elementales, Y se considera actualmente como los componentes fundamentales de la materia.[29]

Estos quarks y leptones interactuar a través de cuatro fuerzas fundamentales: gravedad, electromagnetismo, interacciones débiles, Y interacciones fuertes. La Modelo Estándar la física de partículas es actualmente la mejor explicación para toda la física, pero a pesar de décadas de esfuerzos, la gravedad que aún no puede explicarse en el nivel cuántico, sino que sólo es descrito por la física clásica (Véase el la gravedad cuántica y gravitón).[30] Las interacciones entre los quarks y los leptones son el resultado de un intercambio de partículas portadoras de fuerza (Por ejemplo, fotones) Entre los quarks y los leptones.[31] Las partículas portadoras de fuerza no son ellos mismos bloques de construcción. Como una consecuencia, la masa y la energía (que no se crea ni se destruye) no siempre puede estar relacionado a la materia (que puede ser creado a partir de partículas no-materia, tales como los fotones, o incluso fuera de pura energía, como la energía cinética). las compañías de la Fuerza generalmente no se consideran materia: los portadores de la fuerza eléctrica (fotones) poseen la energía (véase Planck relación) Y los portadores de la fuerza débil (Bosones W y Z) Son enormes, pero no se consideran materia tampoco.[32] Sin embargo, aunque estas partículas no se considera la materia, que contribuyen a la masa total de los átomos, partículas subatómicas, Y todos los sistemas que los contienen.[33][34] [edición] Resumen

El término “materia” se utiliza en la física en una desconcertante variedad de contextos: por ejemplo, una consulta “la física de materia condensada”,[35] “Materia elemental”,[36] “partónica”Materia”,oscuro”Materia”,contra”Materia”,extraño”La materia, y”nucleares”La materia. En las discusiones de la materia y antimateria, La materia normal ha sido mencionado por Alfvén como koinomatter.[37] Es justo decir que en la física, No existe un consenso amplio sobre una definición exacta de la materia, y el término “cuestión” por lo general se utiliza en conjunción con algunos modificador.

Definiciones

Definición común

La Molécula de ADN es un ejemplo de la materia en virtud de los “átomos y las moléculas” definición.

La definición común de la materia es todo lo que tiene tanto masa y volumen (Ocupa espacio).[38][39] Por ejemplo, un coche se dice que es hecho de materia, ya que ocupa espacio y tiene masa.

La observación de que la materia ocupa espacio se remonta a la antigüedad. Sin embargo, una explicación de por qué la materia ocupa espacio es reciente, y se argumenta que es el resultado de la Principio de exclusión de Pauli.[40][41] Dos ejemplos concretos en que el principio de exclusión de la materia se refiere claramente a la ocupación del espacio son estrellas enanas blancas y estrellas de neutrones, se analiza más adelante.

Relatividad

En el contexto de relatividad, La masa no es una cantidad de aditivos.[1] Por lo tanto, en la relatividad general, una visión más general, se considere que no es la masa, pero el tensor de energía-momento que cuantifica la cantidad de materia. Cuestión por lo tanto es algo que contribuye a la energía-impulso de un sistema, es decir, todo lo que no es puramente la gravedad.[42][43] Este punto de vista es comúnmente llevada a cabo en los campos que tienen que ver con la relatividad general tales como cosmología.

Los átomos y las moléculas de definición

Una definición de la “materia” que se basa en su estructura física y química es la siguiente: la materia se compone de átomos y moléculas.[44][no en la citación dada] A modo de ejemplo, ácido desoxirribonucleico moléculas (ADN) se importa en esta definición, ya que están hechas de átomos. Esta definición se puede ampliar para incluir a los átomos y las moléculas cargadas, a fin de incluir plasmas (Gases de efecto de los iones) y electrolitos (Soluciones iónicas), que no se está incluido en los átomos y las moléculas de definición. Alternativamente, se puede adoptar el protones, neutrones y electrones definición.

Los protones, neutrones y electrones definición

Una definición de la “materia” más fina escala de los átomos y las moléculas de definición es la siguiente: la materia está formada de lo que átomos y moléculas están hechos de, Es decir, cualquier cosa hecha de protones, neutrones, Y electrones.[45][la verificación necesaria] Esta definición va más allá de los átomos y las moléculas, sin embargo, para incluir las sustancias a partir de estos bloques de construcción que se no simplemente los átomos o moléculas, por ejemplo enana blanca la materia - los núcleos típicamente, carbono y oxígeno en un mar de electrones degenerados. A nivel microscópico, el componente de “partículas” de la materia, como protones, neutrones y electrones obedecer las leyes de la mecánica cuántica y la dualidad onda-partícula exhibición. En un nivel más profundo, los protones y los neutrones están compuestos de los quarks y los campos de fuerza (gluones) Que los unen entre sí (véase Los quarks y los leptones definición más adelante). [edición] Los quarks y los leptones definición En el marco del “quarks y leptones” definición, las partículas elementales y compuestos hechos de la los quarks (En púrpura) y leptones (En verde) sería la “materia”, mientras que los bosones de norma (en rojo) no se “importa”. Sin embargo, la energía de interacción inherente a las partículas compuestas (por ejemplo, los gluones que participan en los neutrones y protones) contribuir a la masa de la materia ordinaria.

Como puede verse en la discusión anterior, muchas primeras definiciones de lo que puede ser llamado la materia ordinaria se basa en su estructura o “bloques de construcción”. En la escala de las partículas elementales, una definición que sigue esta tradición se puede plantear como: la materia ordinaria es todo lo que se compone de primaria fermiones, A saber, los quarks y leptones.[46][no en la citación dada][47][no en la citación dada] La conexión entre estas formulaciones siguiente.

Leptones (el más famoso es el de electrones), Y los quarks (de los cuales bariones, Tales como protones y neutrones, Se hacen) se combinan para formar átomos, Que a su vez forma moléculas. Debido a que los átomos y las moléculas se dice que son la materia, es natural a la frase de la definición como: la materia ordinaria es algo que se hace de las mismas cosas que los átomos y las moléculas están hechas de. (Sin embargo, observe que también se puede hacer de estos bloques de construcción que importa es no átomos o moléculas.) Entonces, porque los electrones son leptones, y los protones y los neutrones están hechos de quarks, esta definición a su vez conduce a la definición de la materia como “quarks y leptones”, que son los dos tipos de fermiones elementales. Carithers y Grannis estado: La materia ordinaria se compone enteramente de de primera generación partículas, es decir, el [arriba] y [por] los quarks, además de que el electrón y su neutrino.[48] (Generaciones Superior partículas se desintegran rápidamente en partículas de primera generación, y por lo tanto no se encuentran comúnmente.[49])

Esta definición de la materia ordinaria es más sutil de lo que parece. Todas las partículas que constituyen la materia ordinaria (leptones y quarks) son fermiones elementales, mientras que todos los portadores de fuerza elementales son bosones.[50] La Bosones W y Z que median la fuerza débil no están hechos de quarks o leptones, por lo que no son la materia ordinaria, aunque tengan masa.[51] En otras palabras, masa no es algo que es exclusivo de la materia ordinaria.

La definición de quarks y leptones de la materia ordinaria, sin embargo, no sólo identifica los componentes básicos elementales de la materia, sino que también incluye compuestos a partir de los constituyentes (átomos y moléculas, por ejemplo). Tales compuestos contienen una energía de interacción que mantiene los componentes juntos, y puede constituir el grueso de la masa del compuesto. A modo de ejemplo, en gran medida, la masa de un átomo es simplemente la suma de las masas de sus protones constituyentes neutrones y electrones. Sin embargo, cavando más profundo, los protones y los neutrones están compuestos de quarks unidos por gluones campos (véase la dinámica de la cromodinámica cuántica) Y los campos de gluones contribuir de manera significativa a la masa de los hadrones.[52] En otras palabras, la mayor parte de lo que compone la “masa” de la materia ordinaria se debe a la energía de unión de los quarks en protones y neutrones.[53] Por ejemplo, la suma de la masa de los tres quarks en un nucleón es aproximadamente 12.5 MeV /c2, Que es bajo en comparación con la masa de un nucleón (aproximadamente 938 MeV /c2).[49][54] La conclusión es que la mayoría de la masa de los objetos cotidianos proviene de la energía de interacción de sus componentes elementales.

Pequeños bloques de construcción?

Los grupos Modelo Estándar cuestión partículas en tres generaciones, donde cada generación consiste en dos quarks y leptones dos. La primera generación es la hasta y abajo los quarks, las de electrones y el neutrino del electrónY la segunda incluye la encanto y extraño los quarks, las muón y el muón neutrino; La tercera generación consiste en la arriba y parte inferior los quarks y los tau y neutrino tau.[55] La explicación más natural para esto sería que los quarks y los leptones son las generaciones de mayor estados excitados de las primeras generaciones. Si esto resulta ser el caso, ello implicaría que los quarks y los leptones son partículas compuestas, En lugar de las partículas elementales.[56]

Estructura

En la física de partículas, los fermiones son partículas que obedecen Las estadísticas de Fermi-Dirac. Los fermiones pueden ser elementales, como el electrón, o compuestos, como el protón y el neutrón. En el Modelo Estándar hay dos tipos de fermiones elementales: los quarks y los leptones, que se discute a continuación.

Los quarks

Los quarks son las partículas de spin-1⁄2, Lo que implica que se fermiones. Llevan una carga eléctrica de −1⁄3 e (Quarks tipo abajo) o +2⁄3e (los quarks up-tipo). En comparación, un electrón tiene una carga de −1 e. También llevan color cargo, Que es el equivalente de la carga eléctrica para el fuerte interacción. Los quarks también se someten a desintegración radiactiva, Lo que significa que están sujetos a las interacción débil. Los quarks son partículas masivas, y por lo tanto también están sujetos a gravedad.

La materia bariónica

Los bariones son fermiones que interactúan fuertemente, por lo que están sujetos a las estadísticas de Fermi-Dirac. Entre los bariones son los protones y los neutrones, que se producen en el núcleo atómico, pero muchos bariones inestable, existen otros también. El término bariónico se utiliza generalmente para referirse a triquarks - partículas compuestas de tres quarks. “Exóticos” bariones compuesto por cuatro quarks y un antiquark son conocidos como los pentaquarks, pero su existencia no es aceptada en general.

La materia bariónica es la parte del universo que está hecha de bariones (incluyendo todos los átomos). Esta parte del universo no incluye la energía oscura, la materia oscura, agujero negro o las diversas formas de materia degenerada, como componer enana blanca estrellas y estrellas de neutrones. Microondas visto la luz por Microondas Wilkinson de Anisotropía de la sonda (WMAP), sugiere que sólo alrededor del 4,6% de esa parte del universo dentro de la gama de los mejores telescopios (Es decir, la materia que puede ser visible porque la luz podría llegar a ella), está hecho de materia baryionic. Alrededor del 23% es materia oscura, y un 72% es energía oscura.[58] Una comparación entre la enana blanca IK Pegasi B (centro), su compañero de clase A IK Pegasi A (izquierda) y el Sol (derecha). Esta enana blanca tiene una temperatura superficial de 35.500 K.

materia degenerada

En la física, materia degenerada se refiere al estado fundamental de un gas de fermiones a una temperatura cercana al cero absoluto.[59] La Principio de exclusión de Pauli requiere que sólo dos fermiones pueden ocupar un estado cuántico, un spin-up y el otro giro hacia abajo. Por lo tanto, a temperatura cero, los fermiones se llenan los niveles suficientes para dar cabida a todos los fermiones disponibles, y para el caso de los fermiones muchos la energía cinética máxima de la llamada La energía de Fermi y la presión del gas se hace muy grande y depende del número de fermiones en lugar de la temperatura, a diferencia de los estados de la materia normal.

materia degenerada se cree que ocurre durante la evolución de estrellas masivas.[60] La manifestación de Subrahmanyan Chandrasekhar que enana blanca estrellas tienen una masa máxima permitida por el principio de exclusión provocado una revolución en la teoría de la evolución estelar.[61]

materia degenerada incluye la parte del universo que está formado por estrellas de neutrones y las enanas blancas.

materia extraña

materia extraña es una forma particular de materia de quarks, Por lo general considerado como un “líquido” de hasta, abajo, Y extraño los quarks. Debe ser contrastada con materia nuclear, Que es un líquido de neutrones y protones (Que a su vez se construyen a partir de quarks arriba y abajo), y con la materia de quarks no extraña, que es un líquido de quarks que contiene sólo los quarks arriba y abajo. En la densidad suficientemente alta, la materia extraña se espera que sea color superconductores. materia extraña es la hipótesis de que se produzca en el seno de estrellas de neutrones, O, más especulativamente, en forma de gotas aisladas que pueden variar en tamaño desde femtometers (strangelets) De kilómetros (estrellas de quarks).

Dos significados del término “materia extraña”

En la física de partículas y astrofísica, El término se utiliza de dos maneras, una más amplia y la otra más específica.

1. El significado más amplio es sólo materia de quarks que contiene tres sabores de quarks: arriba, abajo y extraño. En esta definición, hay una presión crítica y una densidad crítica asociadas, y cuando la materia nuclear (hecha de protones y neutrones) Se comprime más allá de esta densidad, los protones y los neutrones se disocian en los quarks, produciendo materia de quarks (probablemente materia extraña).

2. El significado más estrecho es la materia de quarks que se más estable que la materia nuclear. La idea de que esto podría pasar es la “hipótesis de la materia extraña” de Bodmer [62] y Witten.[63] En esta definición, la presión crítica es cero: el verdadero estado fundamental de la materia es siempre materia de quarks. Los núcleos que vemos en la materia que nos rodea, que son las gotas de la materia nuclear, son en realidad metaestable, Y dado el tiempo suficiente (o el estímulo externo a la derecha) la decadencia se convierte en gotas de materia extraña, es decir, strangelets.

Leptones

Los leptones son partículas de spin-1⁄2, Lo que significa que se fermiones. Llevan una carga eléctrica de −1 e (Acusado de leptones) o 0 e (los neutrinos). A diferencia de los quarks, leptones no llevan color cargo, Lo que significa que no experimentan la fuerte interacción. Leptones también se someten a la desintegración radiactiva, lo que significa que están sujetos a las interacción débil. Los leptones son partículas masivas, por lo tanto están sujetos a la gravedad.

Fases

Diagrama de fase de una sustancia típica en un volumen fijo. El eje vertical es Pressure, eje horizontal es Temperatura. La línea verde marca el punto de congelación (Por encima de la línea verde es sólidos, A continuación se líquido) Y la línea azul punto de ebullición (Lo anterior, se líquido y debajo de él se de gas). Así, por ejemplo, a mayor T, Un mayor P es necesario mantener la sustancia en fase líquida. En el punto triple las tres fases, líquido, gaseoso y sólido, pueden coexistir. Por encima de la punto crítico no hay diferencia perceptible entre las fases. La línea punteada muestra el comportamiento anómalo del agua: El hielo se derrite a temperatura constante con una presión creciente.[66]

En a granel, La materia puede existir en varias formas diferentes, o estados de agregación, conocido como fases,[67] dependiendo del ambiente la presión, la temperatura y volumen.[68] Una fase es una forma de materia que tiene una composición química relativamente uniforme y propiedades físicas (por ejemplo, densidad, calor específico, índice de refracción, Y así sucesivamente). Estas fases incluyen los tres familiares (sólidos, líquidos, Y gases), Así como los estados más exóticos de la materia (por ejemplo, plasmas, superfluidos, supersolids, Condensados Bose-Einstein, …). Un líquido puede ser un líquido, gas o plasma. También hay paramagnético y ferromagnético las fases de materiales magnéticos. A medida que cambian las condiciones, la materia puede cambiar de una fase a otra. Estos fenómenos se denominan transiciones de fase, Y se estudian en el ámbito de la termodinámica. En los nanomateriales, el gran aumento de la proporción de superficie a los resultados de volumen en la materia que pueden exhibir propiedades totalmente diferentes de las de material a granel, y no está bien descrito por cualquiera de las fases a granel (véase nanomateriales para más detalles).

Fases a veces se llaman estados de la materia, Pero este término puede llevar a confusión con estados termodinámicos. Por ejemplo, dos gases mantienen a diferentes presiones se encuentran en diferentes estados termodinámicos (Diferentes presiones), pero en el mismo fase (Ambos son gases).

Antimateria

En la física de partículas y química cuántica, antimateria es la materia que está integrado por los antipartículas de los que constituyen la materia ordinaria. Si una partícula y su antipartícula entra en contacto entre sí, los dos aniquilar, Es decir, ambos pueden ser convertidas en otras partículas con la misma energía de conformidad con Einstein’S la ecuación E = mc2. Estas nuevas partículas pueden ser de alta energía fotones (los rayos gamma) O de otros pares partícula-antipartícula. Las partículas resultantes son dotados de una cantidad de energía cinética igual a la diferencia entre el masa en reposo de los productos de la aniquilación y la masa en reposo de la pareja original de partícula-antipartícula, que a menudo es bastante grande.

La antimateria no se encuentra naturalmente en la Tierra, excepto muy brevemente y en ridículamente pequeñas cantidades (como resultado de desintegración radiactiva o los rayos cósmicos). Esto se debe a la antimateria, que llegaron a existir en la Tierra fuera de los confines de un laboratorio de física adecuada sería casi instantáneamente cumplir con la materia ordinaria que la Tierra está hecho, y ser aniquilado. Antipartículas y algunos antimateria estable (como antihidrógeno) Se puede hacer en pequeñas cantidades, pero no en cantidad suficiente para hacer algo más que prueba algunas de sus propiedades teóricas.

Existe una especulación considerable tanto en la ciencia y la ciencia ficción por qué el universo observable parece casi en su totalidad la materia, y si otros lugares son casi por completo en vez de antimateria. En los inicios del universo, se piensa que la materia y la antimateria estaban representados por igual, y la desaparición de la antimateria requiere una asimetría en las leyes físicas llamado paridad de carga (o Simetría CP) La violación. violación de CP simetría se puede obtener de el Modelo Estándar,[69] pero en este momento la aparente asimetría de la materia y la antimateria en el universo visible es una de las grandes problemas sin resolver en la física. procesos posibles por la que se produjo se exploran con más detalle en bariogénesis.

Otros tipos de materia

gráfico circular que muestra las fracciones de la energía en el universo aportados por fuentes diferentes. La materia ordinaria está dividido en materia luminosa (Las estrellas y gases luminosos y 0,005% de la radiación) y la materia no luminosa (Gas intergaláctico y cerca de 0.1 neutrinos% y el 0,04% un agujero negro supermasivo). La materia ordinaria no es común. Siguiendo el modelo de Ostriker y Steinhardt.[70] Para obtener más información, consulte NASA.

La materia ordinaria, en los quarks y los leptones definición, constituye aproximadamente el 4% de la energía de la universo observable. La energía restante se teoriza que es debido a las formas exóticas, de las cuales 23% es la materia oscura[71][72] y el 73% es la energía oscura. Galaxy curva de rotación de la Vía Láctea. El eje vertical es la velocidad de rotación alrededor del centro galáctico. El eje horizontal es la distancia desde el centro galáctico. El sol está marcado con un punto amarillo. La curva observada de la velocidad de rotación es de color azul. La curva predicha basándose en masa estelar y gas en la Vía Láctea es de color rojo. La diferencia se debe a la materia oscura o tal vez una modificación de la ley de la gravedad.[75][76][77] Dispersión en las observaciones se indica más o menos por las barras de color gris.

La materia oscura

En astrofísica y cosmología, la materia oscura es materia de composición desconocida que no emite ni refleja suficiente radiación electromagnética para ser observada directamente, pero cuya presencia se infiere de los efectos gravitatorios sobre la materia visible.[11][78] pruebas de observación del universo primitivo y el Big Bang la teoría requiere que este asunto tiene energía y masa, pero no se compone de cualquiera de los fermiones elementales (como antes) bosones o calibre. La opinión comúnmente aceptada es que la mayoría de la materia oscura es no bariónica en la naturaleza.[11] Como tal, está compuesto por partículas aún no observadas en el laboratorio. Tal vez se partículas supersimétricas,[79] que no son Modelo Estándar partículas, pero reliquias forman a muy altas energías en la fase inicial del universo y aún flotando.[11]

La energía oscura

En cosmología, la energía oscura es el nombre dado a la influencia antigravitating que está acelerando la tasa de expansión del universo. Se sabe que no se compone de partículas conocidas como los protones, neutrones o electrones, ni de las partículas de materia oscura, ya que estos gravitan todos.

Un 70% de la densidad de la materia en el universo parece estar en la forma de energía oscura. Veinte y seis por ciento es materia oscura. Sólo el 4% es materia ordinaria. Así que a menos de 1 parte en 20 se hace fuera de la materia que hemos observado experimentalmente o descritos en los modelo estándar la física de partículas. De los otros 96%, además de las propiedades que acabamos de mencionar, no sabemos absolutamente nada.

Exótico cuestión

materia exótica es un concepto hipotético de la física de partículas. Cubre cualquier material que viole una o más condiciones clásica o directamente no se sabe de partículas bariónica. Estos materiales poseen cualidades tales como la masa negativa o ser rechazado y no atraídos por la gravedad.

Matter. (2011, January 18). In Wikipedia, The Free Encyclopedia. Retrieved 21:38, January 18, 2011, from http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Matter&oldid=408645777

Naturaleza de la materia

Ocurre que algunas formas de la materia se convierten rápidamente en otras mediante reacciones químicas, las que si se controlan apropiadamente, producen grandes beneficios. Por ejemplo, el uso de la gasolina en automóviles es justamente uno de estos casos ya que, sin entrar en detalles, lo que ocurre dentro del motor es una reacción de la forma

Gasolina + Aire (el oxígeno del aire) chispa inicial> Agua + CO2 + CALOR

y es ese Calor el se convierte en energía mecánica que mueve todo el sistema mecánico automotriz! Obviamente, esta no es la única forma de cambios de la materia que nos importa, ya que desde el inicio de mundo hay reacciones que tiene directa relación con la conservación de las especies vivas. Un ejemplo de esto es que, para el hombre,

Hombre + Alimentos reacciones químicas > Conservación de la vida

lo que significa que, al menos que existan los alimentos, nada quedaría. A propósito, ¿ de donde provienen los alimentos ? La respuesta está directamente relacionada con la presencia de la LUZ SOLAR en nuestro medio, para que ocurra otra reacción química de la forma

LUZ SOLAR + CO2 + Plantas reacción química > ALIMENTOS

Con el resultado que la Energía Solar proveniente de los rayos del Sol, junto al anhídrido carbónico del aire y las plantas, producen los alimentos necesarios que, al ocurrir la reacción anterior relacionada al Hombre, recuperamos las energías y almacenamos parte de ésta para nuestro posterior uso. Esto nos lleva entonces a plantear algunos esquemas que simbolizan el uso de estos aprovechamientos de la energía. Uno de estos casos, en forma de diagramas, es el que se muestra a continuación, que describe en muy buena forma la acción del aprovechamiento de la Energía solar para nuestro uso, según lo hacemos ahora en nuestro medio.

Fuente: Materia


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