Виды энергии :
	Механическая	Потенциальная Кинетическая
‹ ♦ ›	Внутренняя
	Электромагнитная	Электрическая Магнитная
	Химическая
	Ядерная
${\displaystyle G}$	Гравитационная
${\displaystyle \emptyset }$	Вакуума
Гипотетические:
${\displaystyle }$	Тёмная
См. также: Закон сохранения энергии

Мате́рия (от лат. māteria « вещество ») — одно из основных понятий физики , общий термин , определяющийся множеством всего содержимого пространства-времени и влияющий на его свойства .

Понятие материи в разных областях физики

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 ^{[ уточнить ]} смысле и активно занимаются поиском новых видов материи.

Основные виды материи

• Вещество :
  • Адронное вещество — его структурой является множество составных частиц: адронов .
    • Барионное вещество ( барионная материя ) — вещество состоящее из барионов .
      • Вещество в классическом понимании. Состоит преимущественно из фермионов. Эта форма материи доминирует в Солнечной системе и в ближайших звёздных системах.
  • 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, имеющие 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 отличие от вещества, не имеет внутренних пустот, обладает абсолютной плотностью.

• Поле (в классическом смысле):
  • Электромагнитное поле .
  • Гравитационное поле .

• Квантовые поля различной природы. Согласно современным представлениям квантовое поле является универсальной формой материи, к которой могут быть сведены как вещества, так и классические поля, при этом существует нечёткое разделение на вещественные поля ( лептонные и кварковые поля фермионной природы) и поля взаимодействий ( глюонные сильные, промежуточные бозонные слабые и фотонное электромагнитное поля бозонной природы, сюда же относят пока гипотетическое поле гравитонов ). Особняком среди них стоит поле Хиггса , которое сложно отнести однозначно к любой из этих категорий.

• Материальные объекты неясной физической природы:
  • Тёмная материя .
  • Тёмная энергия .

Эти объекты были введены в научный обиход для объяснения ряда астрофизических и космологических явлений.

Вещество

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

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

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.

— Альберт Эйнштейн , 1920 г.

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

См. также

Примечания

Ссылки