Materia

Atomo de ełio

Orbitałi atòmeghi

In fìzega clàsega, ła matèria, ła ze zeneregamente calsìase ojeto che el gàpiee masa o el òcupee spàsio gavendo vołume. ; o alternativamente, ła sostansa co ła cuała i ojeti fìzeghi i ze conponesti, escludendo par tanto l'enerzia, che ła ze gavesta da ła contribusion dei canpi de forse.

Sta definision, sufisente par ła fìzega macroscòpega, ojeto de studio de ła mecànega e de ła termodinàmega, no ła se adata ben a łe moderne teorie inte el canpo microscòpego, soe de ła fìzega atòmega e subatòmega. Par ezénpio, el spàsio ocupà da un ojeto el ze prevałentemente vodo, dato el grando raporto (≈$10^{5}$) intrà el rajo mèdio de łe òrbite ełetròneghe e łe dimension tìpeghe de un nùcleo atòmego; par de pì, ła leje de conservasion de ła masa ła ze fortemente viołada su scałe subatòmeghe.

In sti ànbiti, se połe invese adotare ła definision che ła matèria ła ze costituia da na serta clase de partezełe, che łe ze łe pì picenine e fondamentałi entità fìzegamente rełevàbiłi: ste partezełe łe ze denomenade fermioni e łe fa cao al prinsìpio de escluzion de Pauli, el cuało el stabiłise che no pì de un fermion el połe ezìstar inte e l'steso stato cuantìstego. Par via de sto prinsìpio, łe partezełe che łe conpone ła matèria no łe ze tute inte el stato de enerzia mìnima e par sta razon ze pusìbiłe crear struture stàbiłi de insebride fermioni.

Partezełe de ła clase conplementare, dite bozoni, łe costituise invese i canpi. Tałi partezełe le połe par tanto èsare considerae i ajenti che i òpara i insebraji dei fermioni o łe so modìfegasion, interasion e scanbi de enerzia.

Na metàfora no del tuto coreta da un ponto de vista fìzego, ma eficase e intuitiva, ła vede i fermioni cofà che i matonsini che i costituise ła matèria de l'universo, e i bozoni i saria łe cołe o i sementi che i tien unii par costituir ła realtà fìzega.

Etimołozia

El tèrmeno matèria el deriva da l'ecuìvałente latin matèria, ma el połe èsare rimandà diretamente anca al tèrmeno latin mater, che vołe dir fonte, orìzane, mare. L'etimołozia del tèrmeno el dasa par tanto intuir come che ła matèria ła posa vegner considerada el fondamento costitutivo de tuti i corpi e de tute łe robe: ła sostansa primària de ła cuała tute łe altre sostanse łe ze costituie. El tèrmeno matèria el coresponde col grego hyle (da hylos: «bosco, madera, legno, materiałe»), el deriva dal zergo aristotèłego de ła teoria fiłozòfega del Iłomorfismo.

Descrision

Modeło stàndar de łe partezełe ełementari

Tuto cheło che el ga masa e el òcupa spàsio stabiłmente inte el tenpo el ze sołitamente defìnio cofà matèria. In fìzega no ghe ze un consenso unàneme so ła definision de matèria, in parte parché ła idea de "ocupar spàsio" ła ze inconsistente inte l'ànbito de ła mecànega cuantìstega. Tanti fìzeghi i preferise invese doparar i conceti de masa, enerzia e partezeła.

La matèria ła ze costituia da ełetroni e da agregai de quark stabiłi inte el tenpo. Tuti sti fermioni i ga spin semi-dìspari (1/2) e i ga par tanto da seguir el prinsìpio de escluzion de Pauli, che el vieta a do fermioni de ocupare l'isteso stato cuantìstego. Tal prinsìpio el pararia corispóndare a l'ełementare propietà de inpenetrabiità de ła matèria e al conceto d'ocupasion del spàsio.

I protoni i ze costituiti da 2 quark up e 1 down (che i ze diti de vałensa, vedesto che i detèrmena cuazi tute łe caraterìsteghe fìzeghe - ma no ła masa - del proton): p = (uud). I neutroni i ze invese formai da 2 quark down e 1 up: n = (ud). Anca protoni e neutroni, insieme ciamai nucleoni, i ze fermioni parché i ga spin 1/2. Dato che ełetroni, protoni e neutroni i se agrega par costituir àtomi e mołècołe, sti trè tipi de fermioni i costituise cheła che ła vien ordenariamente intendesta cofà matèria, formada da àtomi e mołècołe.

Tutavia sołché el 9% de ła masa de un proton ła provien da chełe dei quark de vałensa che i i costituise. El restante 91% el ze gavesto da l'enerzia sinètega dei cuark (32%), a l'enerzia sinètega dei gloni (36%) e a l'enerzia d'interasion intrà quark e gloni (23%). La definision de matèria ordenària cofà "formada" da ełetroni e nucleoni ła ze par tanto problemàtega, ponesto-che ła masa dei nucleoni no ła połe èsar reconduzesta al totałe de łe mase dei quark costituenti. Par de pì, el neutron libaro no el ze stàbiłe, ma al de fora de un nùcleo atòmego ła decasca co na vita mèdia de sirca 887 secondi. Sto cuà el fa problemàtega ła definision dei neutroni lìbari, che i ze instàbiłi, come matèria.

Anca el cazo dei nùclei radioativi el ga cualche anbiguesa. La vita mèdia dei vari radionuclidi ła połe variar da 10⁻¹² secondi fin a 10⁹ ani. No el ze ciaro cuało che sia el vałore de vita mèdia da considerar cofà discrimenante par ła definision de matèria. Pararia un paradoso no considarar matèria un nùcleo instàbiłe, ma co na vita mèdia paragonàbiłe a l'età de l'universo (13,8 miłiardi de ani). D'altra parte, no ghe ze un critèrio par stabiłir cuała ła sìpia ła vita mèdia mìnema par trascurar l'instabiłità de un nùcleo radioativo, consideràndoło par tanto matèria.

Drio ła definision data, no i ze matèria i bozoni de gauge: fotoni e gloni parché sensa masa, i bozoni W e Z parché instàbiłi. Anałogamente, no i ze matèria el bozon de Higgs, parché el decasca, e l'ipotètego graviton, che el garia da ver masa nuła. Intrà i leptoni, solché l'ełetron rezulta èsar stàbiłe, e par tanto el costituise ła matèria. Inte ła fameja dei adroni, no i ze matèria łe partezełe del grupo dei mezoni, formai da una o do còpie de quark e antiquark. Sti cuà i ze bosoni (i ga spin intiero 0 o 1), no i rispeta el prinsìpio de escluzion de Pauli e par tanto no se połe dire che i òcupee spàsio inte ła magnera sora-descrivesta. Par de pì, nisun mezon el rezulta stàbiłe. Anałogamente, intrà i adroni no i ze considerai matèria tuti cuei barioni, formai da 3 o 5 quark, che i ze instàbiłi o sia che i decasca in magnera estremamente ràpida in conponenti stàbiłi pì lejeri.

Propietà

Masa fìzega

Drio ła vizion clàsega e intuitiva de ła matèria, tuti i ojeti sòłidi i òcupa un spàsio che no el połe èsare ocupà contenporaneamente da n'altro ojeto. Sto cuà signìfega che ła matèria ła òcupa un spàsio che no el połe contenporaneamente èsare ocupà da un'altra matèria, o sia ła matèria ła ze inpenetràbiłe (prinsipio de l'inpenetràbiłità).

Se ciapemo un toco de goma, ło mezuremo co na bałansa e otegnemo, par ezénpio, na masa de 3 grami, dividendo ła goma in tanti picenini tochi e pezando sti tochi gavaremo senpre 3 grami. La cuantità no ła ze variada, concordando co ła leje de conservasion de ła masa. Drio sta ipòteze se połe par tanto afermar che "la matèria ła ga na masa che no ła cànbia anca se ła so forma e el so vołume i vària". Su ste baze in pasato se ze sta insima costruia ła definision drio ła cuała "la matèria ła ze tuto cheło che ła òcupa spàsio e ła ga na masa".

La masa inersiałe de na serta cuantità de matèria, par ezénpio de un determenà ojeto, che na bałansa ła mezura par confronto co un'altra masa, ła resta invariada in ogni àngoło de l'universo, e ła vien par tanto considerada na propietà intrìnseca de ła matèria. L'unità co ła cuała ła vien mezurada ła masa inersiałe ła ze el chiłogramo. Viceversa, ła pezo ła ze na mezura de ła forsa de gravità col cuało ła Tera ła tira verso de eła un corpo che el ga na masa gravitasionałe; cofà ste cuà, el pezo de un suposto corpo el cànbia dipendendo dal posto inte el cuało mezuremo - in vari parti de ła Tera, inte el spàsio còsmego o inte un altro pianeta. El pezo par tanto no el ze na propietà intrìnseca de ła matèria. Come altre forse stàteghe, el pezo el połe èsare mezurà co un dinamòmetro.

Ła masa inersiałe e masa gravitasionałe łe ze do conceti difarenti inte ła mecànega clàsega, ma łe ze stae senpre catae conpagne sperimentalmente. A ze solché co l'avegnimento de ła rełatività zenerałe che gavemo podesto ver na teoria che ła intèrpreta ła so identità.

La densità superfisałe e volùmega de matèria inte el mondo subatòmego ła ze menore che inte l'universo macroscòpego. Inte el mondo dei àtomi łe mase łe òcupa in zenerałe vołumi majori (menor densità de vołume) e i se cata a distanse majori (pì basa densità de superfise) de chełe che łe divide i pianeti, stełe, gałàsie. Intrà i costituenti de ła matèria prevałe el vodo.

Strutura

El granito no el ga na conpozision globałe uniforme.

La matèria omozènea el ga conpozision e propietà uniformi. Połe èsare na mistura, cofà el vero, un conponesto chìmego cofà l'àcua, o ełementare, cofà che el rame s-ceto. La matèria eterozènea, cofà che par ezénpio el granito, no el ga na conpozision definia.

Ła ze de fondamentałe inportansa inte ła determinasion de łe propietà macroscòpeghe de ła matèria ła conosensa de łe struture a liveło microscòpego (par ezénpio ła justa configurasion de łe mołècołe e dei cristałi), ła conosensa de łe interasion e de łe forse che łe ajise a liveło fondamentałe unendo intrà de lore i costituenti fondamentałi (cofà łe forse de London e i lighi de van der Waals) e ła determinasion del conportamento de łe ùgnołe macrostruture co łe interajise intrà de lore (par ezénpio łe rełasion solventi - sołvesto o chełe che łe susiste intrà i vari microcristałi inte łe roce cofà el granito).

Altri projeti

Altri progetti

• Wikimedia Commons

• Wikimedia Commons el detien imàjini o altri file so materia

Linganbi foresti

• MateriaTreccani.it – Enciclopedie on line, Istituto de ła Ençiclopedia Italiana.
• (EN) MateriaEnçiclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.
• (EN) Opere riguardanti MateriaOpen Library, Internet Archive.
• (EN) Materia, in Catholic Encyclopedia, Robert Appleton Company.