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物質
[编辑]定義
[编辑]根據原子
[编辑]根據物質的物理和化學結構,「物質」的定義是:「物質由原子組成」。[1]這種原子物質(atom matter)有時也被稱為普通物質(ordinary matter)。例如,去氧核糖核酸(DNA)在這個定義下是物質,因為它們是由原子組成的。這個定義可以被擴展成涵蓋原子以外的離子和分子,包括電漿(離子的氣體)和電解質(離子溶液)。 使用這個擴展的定義相當於採用質子、中子和電子的定義。
根據質子、中子、電子
[编辑]更精細的「物質」定義如下:物質是由『原子和分子的組成成分』組成的,意即,任何由帶正電的質子、電中性的中子和帶負電的電子構成的東西。[2]然而,這個定義超越了原子和分子,包括由這些構建塊組成的物質,而不僅僅是原子或分子,例如舊型陰極射線管電視中的電子束,或者是白矮星上的物質(通常有簡併態電子和碳、氧原子核)。 在微觀層面上,組成質子、中子和電子等物質的「粒子」遵守量子力學定律並展現出波粒二象性。 從更深層的觀點來看,質子和中子的組成成份是夸克以及能使夸克結合在一起的力場(膠子),這產生了下一個定義。
根據夸克和輕子
[编辑]從上面的討論中可以看出,所謂的「普通物質」在過去往往都是根據它的結構或構成要素去定義的。如果因循這一傳統,在基本粒子的尺度下,物質的定義可以表述為:「普通物質是由夸克和輕子組成的一切」,或者「普通物質是由除反夸克和反輕子之外的任何基本費米子組成的一切」。[3][4][5]
參考文獻
[编辑]- ^ G.F. Barker. Divisions of matter. A text-book of elementary chemistry: theoretical and inorganic. John F Morton & Co. 1870: 2. ISBN 978-1-4460-2206-1.
- ^ M. de Podesta. Understanding the Properties of Matter 2nd. CRC Press. 2002: 8. ISBN 978-0-415-25788-6.
- ^ B. Povh; K. Rith; C. Scholz; F. Zetsche; M. Lavelle. Part I: Analysis: The building blocks of matter. Particles and Nuclei: An Introduction to the Physical Concepts 4th. Springer. 2004. ISBN 978-3-540-20168-7.
Ordinary matter is composed entirely of first-generation particles, namely the u and d quarks, plus the electron and its neutrino.
- ^ B. Carithers; P. Grannis. Discovery of the Top Quark (PDF). Beam Line. 1995, 25 (3): 4–16.
- ^ Tsan, Ung Chan. What Is a Matter Particle? (PDF). International Journal of Modern Physics E. 2006, 15 (1): 259–272. Bibcode:2006IJMPE..15..259C. doi:10.1142/S0218301306003916.
(From Abstract:) Positive baryon numbers (A>0) and positive lepton numbers (L>0) characterize matter particles while negative baryon numbers and negative lepton numbers characterize antimatter particles. Matter particles and antimatter particles belong to two distinct classes of particles. Matter neutral particles are particles characterized by both zero baryon number and zero lepton number. This third class of particles includes mesons formed by a quark and an antiquark pair (a pair of matter particle and antimatter particle) and bosons which are messengers of known interactions (photons for electromagnetism, W and Z bosons for the weak interaction, gluons for the strong interaction). The antiparticle of a matter particle belongs to the class of antimatter particles, the antiparticle of an antimatter particle belongs to the class of matter particles.