Materia (fisica): differenze tra le versioni
Contenuto cancellato Contenuto aggiunto
degenerato --> degenere |
|||
| (13 versioni intermedie di 11 utenti non mostrate) | |||
Riga 19:
Nel medioevo e nell'antichità era radicata la convinzione aristotelica che la materia fosse composta da quattro elementi: terra, aria, acqua e fuoco. Ciascuno di questi, avendo un diverso "peso", tende verso il proprio luogo naturale, lasciando al centro dell'universo la terra e l'acqua, facendo invece salire verso l'alto aria e fuoco. Inoltre si credeva che la materia fosse un insieme continuo, privo completamente del vuoto (la natura aborre il vuoto, ''[[horror vacui]]''). Oggi invece si è scoperto che la materia è al contrario composta per oltre il 99% di vuoto.
Una grossa disputa nella [[filosofia greca]] riguardò la possibilità che la materia possa essere divisa indefinitamente in parti sempre più piccole. Contrari a questa ipotesi, gli [[Atomismo|atomisti]] erano invece convinti che vi fosse una struttura elementare costituente la materia non ulteriormente divisibile.
== Descrizione ==
Riga 29:
La materia è costituita da elettroni e da aggregati di [[quark (particella)|quark]] stabili nel tempo. Tutti questi [[fermioni]] hanno [[spin]] semi-dispari (1/2) e devono pertanto seguire il [[principio di esclusione di Pauli]], che vieta a due fermioni di occupare lo stesso stato quantistico. Questo sembra corrispondere all'elementare proprietà d'impenetrabilità della materia e al concetto d'occupazione dello spazio.
I [[protone|protoni]] sono costituiti da 2 [[quark up]] e 1 down (che sono detti di valenza in quanto determinano quasi tutte le caratteristiche fisiche - ma non la massa - del protone): p = (uud). I [[neutrone|neutroni]] sono invece formati da 2 [[quark down]] e 1 up: n = (udd). Anche protoni e neutroni, detti collettivamente [[nucleone|nucleoni]], sono fermioni in quanto hanno spin 1/2. Dato che elettroni, protoni e neutroni si aggregano per costituire atomi e molecole, questi tre tipi di fermioni costituiscono quella che viene ordinariamente intesa come materia, formata appunto da atomi e molecole.
Tuttavia solo il 9% della massa di un protone proviene da quelle dei [[quark (particella)|quark]] di valenza che lo costituiscono. Il restante 91% è dovuto all'energia cinetica dei quark (32%), all'energia cinetica dei [[gluoni]] (36%) e all'energia d'interazione tra quark e gluoni (23%).<ref>{{cita pubblicazione|autore= Y B. Yang et al. |titolo = Proton mass decomposition from the QCD energy momentum tensor| rivista = Physical Review Letters |volume= 121 |anno=2018|pagina=212001|doi = 10.1103/PhysRevLett.121.212001}}</ref><ref>{{Cita web|url= https://www.sciencenews.org/article/proton-mass-quarks-calculation |titolo= Where the proton's mass comes from |accesso=1º dicembre 2018}}</ref> La definizione di materia ordinaria come "formata" da elettroni e nucleoni è quindi problematica, in quanto la massa dei nucleoni non è riconducibile alla somma delle masse dei quark costituenti. Inoltre, il neutrone libero non è stabile, ma al di fuori di un [[nucleo atomico]] decade con una vita media di circa 887 secondi. Ciò rende problematica la definizione dei neutroni liberi, che sono instabili, come materia.
Riga 36:
Secondo la definizione data, non sono materia i [[bosoni di gauge]]: [[fotoni]] e [[gluoni]] in quanto privi di massa, i [[bosoni W e Z]] perché instabili. Analogamente, non lo sono il [[bosone di Higgs]], che decade, e l'ipotetico [[gravitone]], che dovrebbe avere massa nulla. Tra i [[leptone|leptoni]], solo l'elettrone risulta stabile, e quindi costituisce la materia. Nella famiglia degli [[adroni]], non sono materia le particelle del gruppo dei [[mesoni]], formati da una o due coppie di quark e [[antiquark]]. Essi sono [[Bosone (fisica)|bosoni]] (hanno spin intero 0 o 1), non seguono il [[principio di esclusione di Pauli]] e quindi non si può dire che occupino spazio nel senso sopra menzionato. Inoltre, nessun mesone risulta stabile. Analogamente, tra gli [[adroni]] non sono considerati materia tutti quei [[barioni]], formati da 3 o 5 quark, che sono instabili ovvero decadono in modo estremamente rapido in componenti stabili più leggeri.
Nel marzo 2024 vengono scoperti due materiali {{chiarire|in grado di controllare l'interazione tra materia e [[luce]]}}: [[disolfuro di renio]] e [[diseleniuro di renio]].<ref>{{Cita web|url=https://www.ansa.it/canale_scienza/notizie/fisica_matematica/2024/03/11/due-nuovi-materiali-capaci-di-controllare-la-luce-_7e45a32d-f761-4c89-8ca4-8a24606ef7cc.html|titolo=''Due nuovi materiali capaci di controllare la luce''|data=11 marzo 2024}}</ref>
=== Proprietà ===
Riga 225 ⟶ 227:
[[File:2006-01-28_Drop-impact.jpg|thumb|Effetto di una goccia lasciata cadere in un [[liquido]]|300x300px]]
[[File:Kinetic_theory_of_gases.svg|thumb|Schematizzazione delle molecole di un [[gas]]|300x300px]]
In risposta a differenti condizioni termodinamiche come la [[temperatura]] e la [[pressione]], la materia si presenta in diverse "[[fase (chimica)|fasi]]", le più familiari (perché sperimentate quotidianamente)
Le fasi sono a volte chiamate stati della materia, ma questo termine può creare confusione con gli stati termodinamici. Per esempio due gas mantenuti a pressioni differenti hanno diversi stati termodinamici, ma lo stesso "stato" di materia.
Riga 246 ⟶ 248:
== Forme di materia ==
=== Materia chimica ===
La materia chimica è la parte dell'universo composta da atomi chimici. Questa parte dell'universo non include la materia e l'energia oscura, buchi neri, stelle a neutroni e varie forme di materia
La materia che osserviamo è generalmente nella forma di [[composto chimico|composti chimici]], di [[polimeri]], [[lega (metallurgia)|leghe]] o [[elemento chimico|elementi]] puri.
Riga 274 ⟶ 276:
== Collegamenti esterni ==
* {{Collegamenti esterni}}
{{Controllo di autorità}}
| |||