Hmota


Tento článek je o fyzikálním pojmu. Další významy jsou uvedeny na stránce Hmota (rozcestník).

Hmota je důležitý pojem fyziky, jeho význam se však zejména ve 20. století výrazně proměnil. Možnosti fyzikálního zkoumání dříve umožňovaly rozlišovat pouze makroskopické mechanické, optické a termické vlastnosti různých forem hmoty. Moderní obory fyziky nabídly nástroje k podrobnějšímu zkoumání vnitřní hierarchické struktury (nejprve molekulární a atomární úroveň, později subatomární úrovně) a odhalily společnou podstatu některých forem, dříve považovaných za odlišné (např. světlo a radiové vlny). Vlnový charakter částic a částicový charakter interakcí odhalený kvantovou fyzikou je pak důvodem, že se ve fyzikálním chápání pojem hmoty používá ve dvou hierarchicky odlišných významech:

Obsah

Látka a pole


Fyzika tradičně rozlišovala dva projevy hmoty: látka, skládající se z částic s klidovou hmotností, a pole, které by se podle klasické fyziky nemělo skládat z částic, ale projevovat se jako kontinuum ve svých vlastnostech. Dnes, podle standardního modelu, je všeobecně přijímána představa rozdělení forem hmoty podle charakteru elementárních částic hmoty – na látkové částice (často nesprávně nazývané také "částice hmoty"), tedy kvarky a leptony (všechny mají polocelý spin, proto patří do fermionů, a ke každé existuje odpovídající antičástice) a na polní částice (intermediální, tedy zprostředkující interakci) a mající celočíselný spin, tedy patřící do bosonů. Pojem látka označuje veškerou hmotu, z níž se skládají předměty kolem nás. Tradičně se rozlišují tři její základní skupenství: pevné, kapalné a plynné; později začalo být jako 4. skupenství označované plazma a moderní fyzika přidala další odlišné formy, často také označované jako skupenství (Boseho-Einsteinův kondenzát apod.).

V moderní fyzice jsou látka a pole, přinejmenším v mikrosvětě, dva navzájem spjaté „projevy“ či „strukturní formy“ hmoty, protože se ukázalo, že:

Skutečnost, že na každý hmotný objekt (částici i pole) je možné se dívat buď jako na částici, nebo jako na vlnu, nazýváme korpuskulárně-vlnový dualizmus (či "dualizmus vlna-částice").

Fyzikální experimenty a astrofyzikální pozorování poskytují indicie, že mimo standardní model existují ještě další formy existence hmoty. Klasická hmota (tzv. svítící hmota či látka, tj. hvězdy, planety atp.) představuje podle výsledků pozorování pouze asi 4 % celkové energie vesmíru. Intenzivně se hledají částice tzv. temné hmoty, která by měla představovat asi 23 % energie vesmíru a měla by mít schopnost gravitačního shlukování (mohla by vysvětlit problémy v dynamice galaxií). Předpokládá se, že má formu látky, pro kterou standardní model nemá vhodné částice. Zbytek, asi 73 %, připadá na zcela neznámou formu hmoty, temnou energii (ta je pravděpodobně zodpovědná za zrychlující se expanzi našeho vesmíru). Většina teorií předpokládá polní charakter temné energie, může se však jednat o obecnější, inherentní vlastnost fyzikálního prostoru. Jsou rozpracovány i alternativní teorie, nahrazující objektivní existenci temné hmoty a temné energie modifikací fyzikálních zákonů gravitace.

Složení hmoty


Následuje zjednodušený model složení známých forem hmoty (odsunutý řádek znamená, že předcházející se skládá z následujících; ne všechny meziúrovně se pro danou formu látky nutně musejí realizovat): hmota:

Pojem hmota není, na rozdíl od pojmu hmotnost, přesně definován. V angličtině odpovídá pojmu matter, který se pro pole (field) většinou nepoužívá.

Skupenství látky (hmoty)


Podrobnější informace naleznete v článku Skupenství.

Od nejkondenzovanějšího k nejrozvolněnějšímu existují následující skupenství odvozená od elektricky neutrální atomární látky:

Některé publikace označují jako zvláštní skupenství i takové kondenzované stavy látky, v nichž se projevují kvantové kolektivní vlastnosti částic (fermiony látky se sdružují do tzv. Cooperových párůbosonů) odlišnými makroskopickými charakteristikami (od nejkondenzovanějšího k nejrozvolněnějšímu):

Jsou teoreticky předpovězena a astrofyzikálním pozorováním podpořena i další kondenzovaná skupenství látky, která umožňuje stlačení silnou gravitací velmi hmotných vesmírných objektů:

Přechody hmoty z jednoho skupenství na druhé (fázová přeměna) se zabývá termodynamika.

Pevné látky

Pevné látky se rozlišují na krystalické (včetně kvazikrystalů[13][14][15][16]) a amorfní.

Pevné látky (výjimečně i kapalné – např. helium) mohou mít více fází, tedy forem se stejným složením ale jinými mikroskopickými (strukturní uspořádání částic) a makroskopickými (termodynamickými, elektromagnetickými) vlastnostmi. Např. u ledu bylo již popsáno aspoň 16 krystalických a 3 amorfní fáze.

Odkazy


Poznámky

  1. chápané i v širším smyslu, zahrnujícím nabité částice netvořící při nižších teplotách elektricky neutrální atomární látku
  2. zpravidla chápané jako rozvolněný stav pouze jaderné hmoty, tedy bez atomových obalů

Reference

  1. Kvark-gluonové plazma - nejžhavější známá forma hmoty (článek na serveru OSEL.cz)
  2. http://www.physicspost.com/science-article-190.html
  3. http://natura.baf.cz/natura/2004/3/20040305.html
  4. LÉONARD, Julian; MORALES, Andrea; ZUPANCIC, Philip; ESSLINGER, Tilman; DONNER, Tobias. Supersolid formation in a quantum gas breaking a continuous translational symmetry. S. 87–90. Nature [online]. Macmillan Publishers Limited, 1. březen 2017 [cit. 2017-03-06]. Svazek 543, čís. 7643, s. 87–90. Dostupné online . ISSN 1476-4687 . DOI:10.1038/nature21067 . (anglicky)
  5. LI, Jun-Ru; LEE, Jeongwon; HUANG, Wujie; BURCHESKY, Sean; SHTEYNAS, Boris; TOP, Furkan Çağrı; JAMISON, Alan O., KETTERLE, Wolfgang. A stripe phase with supersolid properties in spin–orbit-coupled Bose–Einstein condensates. S. 91–94. Nature [online]. Macmillan Publishers Limited, 1. březen 2017 [cit. 2017-03-06]. Svazek 543, čís. 7643, s. 91–94. Dostupné online . ISSN 1476-4687 . DOI:10.1038/nature21431 . (anglicky)
  6. MIHULKA, Stanislav. Nové skupenství: Suprapevná hmota je zároveň krystalická i supratekutá. OSEL.cz [online]. 4. březen 2017 [cit. 2017-03-06]. Dostupné online .
  7. CHEN, Sophia. Spectral Evidence of a Supersolid Made of Cold Atoms. Physics [online]. American Physical Society, 1. sroen 2019. Dostupné online . (anglicky)
  8. www.rps.psu.edu [online]. [cit. 21-08-2008]. Dostupné v archivu pořízeném dne 11-11-2005.
  9. http://natura.baf.cz/natura/2004/2/20040205.html
  10. VOSS David: Focus: Supersolid Discoverer’s New Experiments Show No Supersolid Archivováno 27. 5. 2013 na Wayback Machine. Physics, roč. 5, čís. 113. 8. října 2012. DOI: 10.1103/Physics.5.111 (anglicky)
  11. University of Helsinki. Researchers discover a new type of matter inside neutron stars. Phys.Org [online]. 2020-06-02 [cit. 2020-06-02]. Dostupné online . (anglicky)
  12. ANNALA, Eemeli; GORDA, Tyler; KURKELA, Aleksi, et al. Evidence for quark-matter cores in massive neutron stars. Nature Physics [online]. Springer Nature Limited, 1. červen 2020 [cit. 2020-06-02]. Online před tiskem. Dostupné online . ISSN 1745-2481 . DOI:10.1038/s41567-020-0914-9 . (anglicky)
  13. DUCHENE Ariel: Research shows potential for quasicrystals. PhysOrg, 20. březen 2013. Dostupné online (anglicky)
  14. YIRKA Bob: Researchers seeking to redefine difference between solids and liquids. PhysOrg, 8. duben 2013. Dostupné online (anglicky)
  15. ZANDONELLA Catherine: Quasicrystal is extraterrestrial in origin. PhysOrg, 13. leden 2012. Dostupné online (anglicky)
  16. Scientists discover new family of quasicrystals. PhysOrg, 10. červen 2013. Dostupné online (anglicky)

Související články

Literatura

Externí odkazy










Kategorie: Hmota




Poslední aktualizace: 12.06.2021 08:26:14 CEST

Zdroj: Wikipedia (autoři [Dějiny])    licence: CC-BY-SA-3.0

Změny: Všechny obrázky a většina návrhových prvků, které s nimi souvisejí, byly odstraněny. Některé ikony byly nahrazeny FontAwesome-Icons. Některé šablony byly odstraněny (např. „Článek potřebuje rozšíření“) nebo byly přiřazeny (např. „Poznámky“). Třídy CSS byly buď odstraněny, nebo harmonizovány Byly odstraněny konkrétní odkazy na Wikipedii, které nevedou k článku nebo kategorii (jako „Redlinks“, „links to edit page“, „links to portals“). Každý externí odkaz má další obrázek. Kromě několika drobných změn designu byly odstraněny mediální kontejnery, mapy, navigační krabice, mluvené verze a geomikroformáty.

Upozornění Protože daný obsah je v daném okamžiku automaticky převzat z Wikipedie, ruční ověření bylo a není možné. LinkFang.org proto nezaručuje přesnost a aktuálnost získaného obsahu. Pokud existují informace, které jsou v tuto chvíli chybné nebo mají nepřesné zobrazení, neváhejte a kontaktujte nás: e-mail.
Viz také: Tiráž & Ochrana dat.