A teoria das cordas descreve como matéria física e cheio de energia
A teoria das cordas é atualmente o candidato mais provável para uma teoria bem sucedida da gravidade quântica. Como a gravidade é uma interação entre objetos feitos de matéria, entendendo a matéria é crucial para entender por que os físicos precisam de uma teoria da gravidade quântica.
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Einstein ajudou a revolucionar as nossas ideias sobre a composição da matéria, tanto quanto ele fez sobre o espaço, tempo e gravidade. Graças a Einstein, os cientistas percebem que a massa - e, portanto, a própria matéria - é uma forma de energia. Esta realização é o cerne da física moderna.
Visualizando importa classicamente: Pedaços de material
O estudo da matéria é uma das disciplinas de física mais antigos, porque os filósofos tentaram entender o que fez-se objetos. Mesmo recentemente, uma compreensão física da matéria foi evasivo, como os físicos debatida a existência de átomos - pequenas, pedaços indivisíveis de matéria que não pode ser dividido mais.
Um princípio fundamental física era que o assunto poderia ser criada nem destruída, mas só poderia mudar de uma forma para outra. Este princípio é conhecido como o Conservação de massa.
Embora não pode ser criada ou destruída, a matéria pode ser quebrado, o que levou à questão de saber se houve uma menor pedaço de matéria, o átomo, como os gregos antigos tinham proposto - uma questão que, ao longo dos anos 1800, parecia apontam para uma resposta afirmativa.
Como um entendimento de termodinâmica - o estudo de calor e energia, o que fez coisas como a máquina a vapor (e da Revolução Industrial) possível - cresceu, os físicos começaram a perceber que o calor poderia ser explicado como o movimento de partículas minúsculas.
O átomo havia retornado, embora as descobertas da física quântica do século 20 iria revelar que o átomo não era indivisível como todos pensavam.
Visualizando assunto numa escala quântica: Pedaços de energia
Com a ascensão da física moderna no século 20, dois fatos importantes sobre a matéria tornou-se claro:
Como Einstein tinha proposto com seu famoso E = mc2 equação, matéria e energia são, em certo sentido, intercambiáveis.
A matéria era incrivelmente complexa, formada por uma matriz de tipos bizarros e inesperados de partículas que unidas para formar outros tipos de partículas.
O átomo, descobriu-se, era composta por um núcleo rodeado por electrões. O núcleo era composto de prótons e nêutrons, que eram, por sua vez, composta de novas partículas estranhas chamadas quarks! Assim como os físicos pensavam que tinham alcançado uma unidade fundamental da matéria, eles pareciam descobrir que ele poderia ser quebrado aberto e unidades ainda menores poderiam ser puxado para fora.
Não só isso, mas mesmo estas partículas fundamentais não parece ser suficiente. Descobriu-se que havia três famílias de partículas, algumas das quais só apareceu em energias significativamente mais elevados do que os cientistas haviam explorado anteriormente.
Hoje, o modelo padrão da física de partículas contém 18 partículas fundamentais distintas, das quais 17 foram observados experimentalmente. (Os físicos ainda estão à espera do bóson de Higgs.)