Hmota (fyzika)

Hmota (z latinského  māteria „ látka “) je jedním ze základních pojmů fyziky , obecným pojmem , který je určen souborem všech obsahů časoprostoru a ovlivňuje jeho vlastnosti .

Pojem hmoty v různých oblastech fyziky

Definice hmoty se rozšířila s rozvojem různých vědních oborů. Dříve to byly objekty, které bylo možné popsat klasickými vlastnostmi (hmotnost, teplota, dělitelnost atd.), a v Newtonových představách o absolutnosti prostoru a času uvažované nezávisle; s rozvojem optiky a po ní speciální a obecné teorie relativity byla tato koncepce doplněna o její souvislosti s gravitací a vlnami ; a moderní kvantová fyzika , astrofyzika a fyzika vysokých energií zavedly tento koncept do moderní doby[ objasnit ] smysl a aktivně se zabývají hledáním nových typů hmoty.

Základní druhy látek

• látka :
  • Hadronová hmota  - její struktura je souborem složených částic: hadronů .
    • Baryonová hmota ( baryonová hmota ) - látka skládající se z baryonů .
      • Látka v klasickém slova smyslu. Skládá se převážně z fermionů. Tato forma hmoty dominuje sluneční soustavě a blízkým hvězdným soustavám.
  • Antihmotu  tvoří antičástice .
  • Neutronová hmota  – sestává převážně z neutronů a postrádá atomovou strukturu. Hlavní složka neutronových hvězd , výrazně hustší než běžná hmota, ale méně hustá než kvark-gluonové plazma .
  • Jiné typy látek, které mají strukturu podobnou atomu (například látka tvořená mezoatomy s miony ).
  • Kvarkovo-gluonové plazma  je superhustá forma hmoty, která existovala v rané fázi vývoje vesmíru před sjednocením kvarků do klasických elementárních částic (před uzavřením ).
  • Hypotetické pre-kvarkové superhusté hmotné útvary , jejichž součástí jsou struny a jiné objekty, se kterými operují velké sjednocené teorie (viz teorie strun , teorie superstrun ). Hlavní formy hmoty, které údajně existovaly v rané fázi vývoje vesmíru. Strunové objekty v moderní fyzikální teorii tvrdí, že jsou nejzákladnějšími hmotnými útvary, na které lze zredukovat všechny elementární částice, tedy v konečném důsledku všechny známé formy hmoty. Tato úroveň analýzy hmoty možná umožní vysvětlit vlastnosti různých elementárních částic z jednotného hlediska. Příslušnost k „látce“ by zde měla být chápána podmíněně, protože rozdíl mezi hmotnou a polní formou hmoty na této úrovni je smazán.

Pole na rozdíl od hmoty nemá žádné vnitřní dutiny, má absolutní hustotu.

• Pole (v klasickém slova smyslu):
  • elektromagnetické pole .
  • Gravitační pole .

• Kvantová pole různé povahy. Kvantové pole je podle moderních koncepcí univerzální forma hmoty, na kterou lze redukovat látky i klasická pole, přičemž dochází k fuzzy dělení na pole reálná ( pole leptonu a kvarků fermionové povahy) a pole interakční ( gluon silné, střední bosonické slabé a fotonové elektromagnetické pole bosonické povahy, sem patří prozatím i hypotetické pole gravitonů ). Vyčnívá mezi nimi Higgsovo pole , které je obtížné jednoznačně přiřadit k některé z těchto kategorií.

• Hmotné předměty nejasné fyzikální povahy:
  • Temná hmota .
  • Temná energie .

Tyto objekty byly zavedeny do vědeckého využití k vysvětlení řady astrofyzikálních a kosmologických jevů.

Látka

Klasická látka může být v jednom z několika stavů agregace : plynný , kapalný , pevný krystalický , pevný amorfní nebo ve formě kapalného krystalu . Kromě toho je izolován vysoce ionizovaný stav hmoty (obvykle plynný, ale v širokém smyslu jakýkoli stav agregace), nazývaný plazma . Existují také stavy hmoty zvané Bose-Einsteinův kondenzát a kvark-gluonové plazma .

Elementární částice a pole

Mezi elementárními částicemi, které tvoří hmotu a pole, se rozlišují fermiony a bosony , dále částice, které mají a nemají klidovou hmotnost ( bezhmotné částice ), se mohou lišit elektrickým a jiným nábojem. Navíc jsou samostatně vyčleněny částice virtuální , které lze považovat za částice vznikající v mezistavech interakce „skutečných“ elementárních částic, lišících se tím, že je lze v důsledku experimentu pozorovat v dlouhodobém stavu ( v zásadě se částice stejného typu, například fotony nebo elektrony, mohou v některých situacích účastnit jako virtuální a v jiných jako skutečné). Rozdíl mezi virtuálními částicemi je v tom, že se vytvářejí a ničí (absorbují) v procesu interakce a nejsou přítomny v experimentu v počátečním a konečném stavu. Virtuální částice určují vlastnosti fyzikálního vakua , které tak v moderní fyzice získává i atributy hmotného prostředí.

Hmota ve speciální a obecné teorii relativity

Hmota a záření jsou podle speciální teorie relativity pouze zvláštní formy energie distribuované v prostoru; tak těžká hmota ztrácí své zvláštní postavení a je pouze zvláštní formou energie.

Podle zakořeněné terminologie jsou hmotná pole v obecné teorii relativity všechna pole, kromě gravitačních.

Viz také

• Hmota (filozofie)
• Elementární částice
• Hmotnost
• Energie
• antihmota
• Základní interakce
• Obecná teorie relativity
• Albert Einstein

Poznámky

1. ↑ „Éter a teorie relativity“. Einstein A. - sbírka vědeckých prací. Ve čtyřech svazcích (1965-1967) svazek 1. Archivováno 25. listopadu 2015 ve Wayback Machine - str. 685.

Odkazy

Slovníky a encyklopedie	Skvělý norský chorvatský Britannica (online) katolík (1997-…) Treccani Universalis Universalis
V bibliografických katalozích	GND : 4037940-1 J9U : 987007558290205171 LCCN : sh85082246 NDL : 00561096 NKC : ph120762