Aineella on monia määritelmiä, mutta yleisin on, että siinä on mikä tahansa aine massa ja vie tilaa. Kaikki fyysiset esineet koostuvat aineesta, muodossa atomia, jotka puolestaan koostuvat protoneista, neutroneista ja elektronista.
Ajatus siitä, että aine koostui rakennuspalikoista tai hiukkasista, oli kreikkalaisten filosofien Democrituksen (470-380 eKr.) Ja Leucippuuksen (490 eKr.) Alkuperä.
Esimerkkejä asiasta (ja mikä ei ole väliä)
Aine on rakennettu atomista. Alkeellisin atomi, vedyn isotooppi tunnetaan nimellä protum, on yksi protoni. Joten vaikka jotkut tutkijat eivät aina pidä subatomisia hiukkasia aineen muotoina, voisit pitää Protiumia poikkeuksena. Jotkut ihmiset pitävät elektronia ja neutronia myös aineen muotoina. Muuten mikä tahansa atomista rakennettu aine koostuu aineesta. Esimerkkejä ovat:
- Atomit (vety, helium, kaliforniumi, uraani)
- Molekyylit (vesi, otsoni, typpikaasu, sakkaroosi)
- Ionit (Ca2+, Niin42-)
- Polymeerit ja makromolekyylit (selluloosa, kitiini, proteiinit, DNA)
- Seokset (öljy ja vesi, suola ja hiekka, ilma)
- Monimutkaiset lomakkeet (tuoli, planeetta, pallo)
Vaikka protonit, neutronit ja elektronit ovat atomien rakennuspalikoita, nämä hiukkaset perustuvat itse fermioneihin. Kvarkkeja ja leptoneja ei tyypillisesti pidetä ainemuotoina, vaikka ne sopivat tietyn termin määritelmiin. Useimmilla tasoilla on helpointa todeta yksinkertaisesti, että asia koostuu atomista.
Antimateria on edelleen asia, vaikka hiukkaset hävittävät tavallisen aineen koskettaessaan toisiaan. Antimateria esiintyy luonnossa maan päällä, vaikkakin erittäin pieninä määrinä.
Sitten on asioita, joissa joko ei ole massaa tai ainakin ei ole lepo massa. Asioita, jotka eivät ole väliä, ovat:
- valo
- Ääni
- lämpö
- ajatuksia
- Unet
- tunteet
fotonit joilla ei ole massaa, joten ne ovat esimerkki fysiikan asioista ei koostuu aineesta. Niitä ei myöskään pidetä "esineinä" perinteisessä merkityksessä, koska niitä ei voi olla paikallaan olevassa tilassa.
Aineen vaiheet
Aine voi esiintyä eri vaiheissa: kiinteä, neste, kaasu tai plasma. Useimmat aineet voivat siirtyä näiden vaiheiden välillä sen perusteella, kuinka paljon lämpöä materiaali imee (tai menettää). Aineella on muita tiloja tai vaiheita, mukaan lukien Bose-Einsteinin kondensaatit, fermioniset kondensaatit ja kvarki-gluoniplasma.
Matter versus Mass
Huomaa, että vaikka asia sillä on massa ja massiivisilla esineillä on ainetta, nämä kaksi termiä eivät ole tarkalleen synonyymejä, ainakaan fysiikassa. Aine ei ole konservoitunut, kun taas massa säilyy suljetuissa järjestelmissä. Erityisen suhteellisuusteorian mukaan suljetussa järjestelmässä aine voi kadota. Massa sitä vastoin ei ehkä koskaan ole luotu eikä tuhottu, vaikka se voidaan muuttaa energiaksi. Massan ja energian summa pysyy vakiona suljetussa järjestelmässä.
Fysiikassa yksi tapa erottaa massa ja aine on määritellä aine aineeksi, joka koostuu hiukkasista, joilla on lepomassa. Silti aineella on fysiikassa ja kemiassa aalto-hiukkasten kaksinaisuus, joten sillä on sekä aaltojen että hiukkasten ominaisuuksia.