La idea de que la materia consistía en bloques de construcción o partículas se originó con los filósofos griegos Demócrito (470-380 a. C.) y Leucipo (490 a. C.). La materia tiene muchas definiciones, pero la más común es que es cualquier sustancia que tiene masa y ocupa espacio. Todos los objetos físicos están compuestos de materia, en forma de átomos, que a su vez están compuestos de protones, neutrones y electrones.
Ejemplos de materia (y lo que no es materia)
La materia se construye a partir de átomos. El átomo más básico, el isótopo de hidrógeno conocido como protio, es un solo protón. Entonces, aunque algunos científicos no siempre consideran las partículas subatómicas como formas de materia, se podría considerar que Protium es la excepción. Algunas personas consideran que los electrones y neutrones también son formas de materia. De lo contrario, cualquier sustancia formada por átomos se compone de materia. Ejemplos incluyen:
- Átomos (hidrógeno, helio, californio, uranio)
- Moléculas (agua, ozono, gas nitrógeno, sacarosa)
- Iones (Ca 2+ , SO 4 2- )
- Polímeros y macromoléculas (celulosa, quitina, proteínas, ADN)
- Mezclas (aceite y agua, sal y arena, aire)
- Formas complejas (una silla, un planeta, una pelota)
Si bien los protones, neutrones y electrones son los componentes básicos de los átomos, estas partículas se basan en fermiones. Los quarks y leptones generalmente no se consideran formas de materia, aunque se ajustan a ciertas definiciones del término. En la mayoría de los niveles, es más sencillo afirmar simplemente que la materia está formada por átomos.
La antimateria sigue siendo materia, aunque las partículas aniquilan la materia ordinaria cuando entran en contacto entre sí. La antimateria existe de forma natural en la Tierra, aunque en cantidades extremadamente pequeñas.
Luego, hay cosas que no tienen masa o al menos no tienen masa en reposo. Las cosas que no son materia incluyen:
- Luz
- Sonido
- Calor
- Pensamientos
- Sueños
- Emociones
Los fotones no tienen masa, por lo que son un ejemplo de algo en física que no está compuesto de materia. Tampoco se consideran «objetos» en el sentido tradicional, ya que no pueden existir en un estado estacionario.
Fases de la materia
La materia puede existir en varias fases: sólida, líquida, gaseosa o plasmática. La mayoría de las sustancias pueden pasar de una fase a otra en función de la cantidad de calor que absorbe (o pierde) el material. Hay estados o fases adicionales de la materia, incluidos los condensados de Bose-Einstein, los condensados fermiónicos y el plasma de quarks y gluones.
Materia versus masa
Tenga en cuenta que si bien la materia tiene masa y los objetos masivos contienen materia, los dos términos no son exactamente sinónimos, al menos en física. La materia no se conserva, mientras que la masa se conserva en sistemas cerrados. Según la teoría de la relatividad especial, la materia en un sistema cerrado puede desaparecer.
La masa, por otro lado, puede que nunca haya sido creada ni destruida, aunque puede convertirse en energía. La suma de masa y energía permanece constante en un sistema cerrado.
En física, una forma de distinguir entre masa y materia es definir la materia como una sustancia que consta de partículas que exhiben masa en reposo. Aun así, en física y química, la materia exhibe dualidad onda-partícula, por lo que tiene propiedades tanto de ondas como de partículas.
