Matéria

Matéria é tudo que ocupa espaço e possui massa de repouso (ou massa invariante). É um termo geral para a substância da qual todos os objetos físicos consistem.1 2 Tipicamente, a matéria inclui átomos e outras partículas que possuem massa. A massa é dita por alguns como sendo a quantidade de matéria em um objeto e volume é a quantidade de espaço ocupado por um objeto, mas esta definição confunde massa com matéria, que não são a mesma coisa.3 Diferentes campos usam o termo de maneiras diferentes e algumas vezes incompatíveis; não há um único significado científico que seja consenso para a palavra "matéria", apesar do termo "massa" ser bem definido.

Contrariamente à visão anterior que igualava massa e matéria, uma das principais dificuldades em definir matéria consiste em decidir quais formas de energia (todas as quais possuem massa) não são matéria. Em geral, partículas sem massa como fótons e glúons não são considerados formas de matéria, apesar de que quando estas partículas estão aprisionadas em sistemas em repouso, elas contribuem com energia e massa para eles. Por exemplo, quase 99% de toda a massa da matéria atômica comum consiste da massa associada com a energia contribuída pelos glúons e a energia cinética dos quarks que fazem os nucleons. Vendo desta forma, a maior parte da "matéria" ordinária consiste de massa que não é contribuída por partículas de matéria.

Em grande parte da história das ciências naturais as pessoas contemplaram a natureza exata da matéria. A ideia de que a matéria era feita de blocos de construção discretos, a assim chamada teoria particulada da matéria, foi proposta primeiro pelos filósofos gregos Leucipo (~490 AC) e Demócrito (~470-380 AC).4 Com o passar do tempo foi descoberta uma estrutura cada vez mais fina para a matéria: objetos são feitos de moléculas, moléculas consistem de átomos, que por sua vez consistem de partículas subatômicas como os prótons e elétrons.5 6

Normalmente se diz que a matéria existe em quatro estados (ou fases): sólido, líquido, gás e plasma). Entretanto, avanços nas técnicas experimentais descobriram outras fases, que antes eram apenas teóricas, como o Condensado Bose-Einstein e o Condensado fermiônico. Um foco na visão da matéria partícula-elementar também leva a novas fases da matéria, como o plasma de quarks-glúons.7

Na Física e Química, a matéria exibe propriedades tanto de onda quanto partícula, a assim chamada Dualidade onda-partícula.8 9 10

Na cosmologia, extensões da expressão matéria são usadas para incluir a matéria escura e a energia escura, conceitos introduzidos para explicar alguns fenômenos estranhos do Universo observável, como a curva de rotação galáctica. Estas formas exóticas de "matéria" não referem-se à matéria como "blocos de construção", mas a formas atualmente mal compreendidas de massa e energia.11