Materia

La materia es una sustancia que tiene inercia y ocupa el espacio físico. Según la física moderna, la materia consta de varios tipos de partículas, cada una con masa y tamaño.

Los ejemplos más familiares de partículas materiales son el electrón, el protón y el neutrón. Las combinaciones de estas partículas forman átomos. Hay más de 100 tipos diferentes de átomos, cada uno de los cuales constituye un elemento químico único. Una combinación de átomos forma una molécula. Los átomos y / o moléculas pueden unirse para formar un compuesto.

La materia puede existir en varios estados, también llamados fases. Los tres estados más comunes se conocen como sólido, líquido y gas. Un solo elemento o compuesto de materia puede existir en más de uno de los tres estados, dependiendo de la temperatura y la presión. Los estados menos familiares de la materia incluyen plasma, espuma y condensado de Bose-Einstein. Estos estados ocurren bajo condiciones especiales.

Se pueden combinar diferentes tipos de materia para formar sustancias que pueden no parecerse a ninguno de los ingredientes originales. Por ejemplo, el hidrógeno (un elemento gaseoso) y el oxígeno (otro elemento gaseoso) se combinan para formar agua (un compuesto líquido a temperatura ambiente). El proceso de tal combinación se llama reacción química. Una reacción química implica interacciones entre los electrones de los átomos, pero no afecta los núcleos de los átomos.

En algunas situaciones, la materia se convierte en energía mediante reacciones atómicas, también conocidas como reacciones nucleares. Este tipo de reacción es fundamentalmente diferente de la reacción química porque implica cambios en los núcleos de los átomos. El ejemplo más común de una reacción atómica es la fusión de hidrógeno que ocurre dentro del sol. La inmensa presión dentro del sol, y dentro de otras estrellas, obliga a los átomos de hidrógeno a unirse para formar átomos de helio. En este proceso, parte de la masa se convierte en energía de acuerdo con la fórmula

E = mc 2

dónde E es la energía en julios, m es la masa en kilogramos, y c es la velocidad de la luz, que es aproximadamente 2.99792 x 10 metros por segundo en el vacío.

En los últimos años, los científicos han confirmado la existencia de una sustancia llamada antimateria. El electrón tiene una antipartícula gemela llamada positrón, con igual masa pero carga eléctrica opuesta. De manera similar, el protón tiene un gemelo de antimateria llamado antiprotón y el neutrón tiene un gemelo de antimateria llamado antineutrón. Si una partícula de materia encuentra su antipartícula, ambas se convierten completamente en energía de acuerdo con la fórmula anterior, donde m es la masa combinada de la partícula y la antipartícula. Se han aislado pequeñas cantidades de antimateria en condiciones de laboratorio, pero nadie ha logrado crear una reacción controlada de materia / antimateria, o incluso una reacción incontrolada de tamaño significativo.