Stof (fysik)

Baryonisk stof

Næsten alt stof, som man kan opleve i dagligdagen, er baryonisk stof. Dette omfatter alle slags atomer og giver dem egenskaben masse. Ikke-baryonisk stof er, som navnet antyder, enhver form for stof, der ikke hovedsageligt består af baryoner. Dette kan omfatte neutrinoer og frie elektroner, mørkt stof, f.eks. supersymmetriske partikler, axioner og sorte huller.

Selve eksistensen af baryoner er et vigtigt spørgsmål i kosmologien. Det antages, at Big Bang skabte en tilstand med lige store mængder baryoner og antibaryoner. Den proces, hvorved baryoner blev flere end deres antipartikler, kaldes baryogenese.

Materiens egenskaber

Materie kan opleves direkte gennem sanserne. Den har egenskaber, som kan måles, f.eks. masse, volumen og massefylde, og kvalitative egenskaber som f.eks. smag, lugt og farve.

Eksempler på stof

Alle fysiske kroppe i universet er lavet af stof: galakser, stjerner og planeter, klipper, vand og luft. Levende organismer som planter, dyr og mennesker består også af stof.

I fysikken indeholder universet også ting, der ikke er stof, herunder nogle elementarpartikler, der ikke har nogen hvilemasse. Fotoner (elektromagnetisk stråling som f.eks. lys) er et velkendt eksempel.

Ud over sin hvilemasse kan stof indeholde andre former for energi, som ikke er stof, men som gør det muligt for stofferne at interagere med hinanden ved at udveksle kinetisk energi, varme, lys, lydbølger osv.

Uden for de fysiske videnskaber kan der være mange andre ting, som ikke er stof eller energi. F.eks. kan man opleve følelser eller få idéer.

Sammensætning

Stoffets struktur og sammensætning undersøges ved at bryde stoffet i mindre og mindre stykker. Derfor består levende organismer af celler. Celler er sammensat af molekyler, som er sæt af atomer, der er bundet sammen. Hvert atom er på sin side en samling af elementarpartikler.

Stoftilstande

Fysikere inddeler også stof i nogle få brede kategorier, kaldet tilstande, med vidt forskellige egenskaber:

• Faste stoffer er materielle objekter, der består af molekyler og atomer, som er så stærkt bundet sammen, at de har en tendens til at bevare deres form, selv når de flyttes rundt, selv om de kan deformere sig under stress. Eksempler: en sten, et bord, en kniv, en isblok.
• Væsker er stofmængder, der består af molekyler og atomer, der er svagt bundet sammen. De har ikke en egentlig form. Der findes to typer af væsker:
• Væsker omfatter kondenserede former af stof, ligesom faste stoffer, men hvor bindingerne mellem de enkelte elementer (molekyler, atomer) gør det muligt for dem at bevæge sig i forhold til hinanden, mens de fortsat holder sammen i bulk: de har en bestemt overflade. Væsker antager formen af de beholdere, hvori de befinder sig. Eksempler: vand, olie, blod, lava, sodavand.
• Gasser er stofmængder, hvor bindingerne mellem de elementer, der udgør dem (molekyler, atomer), er så løse eller svage, at de kan bevæge sig uafhængigt af hinanden. Gasser har ikke en egentlig overflade, men har en tendens til at udvide sig og optage hele det tilgængelige volumen. Eksempler: luft, vanddamp, helium.
• Plasmaer består af ioniseret stof, og de er mest af interesse for forskere. Eksempler: Jordens ionosfære, Solens korona. Partiklerne i et plasma er en blanding mellem en væske og en gas. Partiklerne kan bevæge sig frit, som en væske, og tiltrækningen er svag, som en gas. Denne stoftilstand er ikke fuldt ud forstået. Et eksempel på plasma kan findes i lyn.
• Et Bose-Einstein-kondensat (BEC) er en stoftilstand bestående af en fortyndet gas af bosoner, der er nedkølet til temperaturer meget tæt på det absolutte nulpunkt (0 K eller -273,15 °C).

En given stofmængde kan skifte fra en tilstand til en anden afhængig af temperatur og tryk. På Jorden kan vand eksistere i tre tilstande på samme tid: fast vand (is), flydende vand (søer, oceaner) og gas (damp eller damp).

Relaterede sider

• Antimaterie
• Atomteknisk teori
• Atomer