materia

materia

matèria [Lat. materia] [LSF] Nel signif. più generico, ciò che dà sostanza alle cose naturali e che si conserva indefinitamente, eventualmente trasformandosi e mutandosi in energia, secondo il vecchio concetto della fisica classica "nulla si crea, nulla si distrugge, tutto si trasforma", visto alla luce del principio relativistico dell'equivalenza tra massa (≡ quantità di m.) ed energia. Quale sia l'intima struttura della m. è stato lungamente indagato dalla filosofia naturale, spesso, spec. nel sec. 19°, con la fiducia di dare alla domanda una risposta esauriente. Oggi l'atteggiamento dei fisici è, in genere, ragionatamente agnostico e fondamentalmente utilitaristico: ciò che prevalentemente interessa è di poter dire che la m. si comporta "come se" fosse fatta in un certo modo. Ciò che interessa è in sostanza un'interpretazione, cui non può mai esser dato un valore definitivo, delle proprietà macro- e microscopiche che i corpi rivelano, in guisa da poter costruire un accettabile "modello" della realtà fisica, alcune parti del quale possono essere ragionevolmente considerate come consolidate, definitive, mentre altre sono considerate in evoluzione sulla base dell'ampliarsi delle conoscenze sperimentali. Quale sia il modello che si ritiene oggi di poter accettare verrà qui rapidamente riassunto. La m. si presenta sotto specie estremamente diverse, ma, quali che siano le apparenze, anche se della più grande compattezza, la sua intima struttura si rivela discontinua, particellare. Ogni corpo, cioè, è costituito da minuscoli complessi edifici (le molecole), staccati l'uno dall'altro ma legati fra loro da forze più o meno intense a seconda che la m. sia nello stato solido o in quello fluido (v. molecola). La molecola è formata da atomi, uguali o diversi a seconda che si sia in presenza di corpi semplici o composti, con dimensioni dell'ordine di 10-10 m (1 Å). Il numero degli atomi contenuti in un grammo di m. solida o liquida risulta dell'ordine di 1021÷1024. L'atomo non è l'ultimo componente della m., corpuscolo compatto e indivisibile come anticamente si pensava; esso deve invece ritenersi costituito da un nucleo centrale avente una carica elettrica positiva circondato da un numero di elettroni tale da rendere l'atomo stesso elettricamente neutro (v. atomo); le dimensioni del nucleo sono dell'ordine di 10-14 m, quelle dell'elettrone dell'ordine di 10-15 m: fra una particella e l'altra vi sono quindi interstizi enormi rispetto alle dimensioni delle particelle medesime. Il nucleo di un atomo è a sua volta un sistema complesso, costituito da particelle subnucleari, le più stabili delle quali sono i protoni e i neutroni: per le vedute attuali su quelli che si considerano come costituenti ultimi della m., v. particelle elementari. Tutto ciò mette in dubbio il valore delle tradizionali, ma tuttora utili per qualche verso, classificazioni della m.: organica e inorganica; solida, liquida e aeriforme; minerale, vegetale e animale; ecc. I progressi della fisica atomica e subatomica, insieme con l'affermarsi della teoria della relatività, hanno altresì imposto una profonda revisione dei concetti donde traevano origine talune proprietà, quali l'estensione, l'impenetrabilità, la conservazione, ecc., fino a ieri considerate come peculiari e caratteristiche della materia. In realtà alcune di esse (quali l'estensione e l'impenetrabilità) perdono significato quando si vogliano riferire a particelle atomiche e subatomiche; quanto alla conservazione della m. (o conservazione della massa) la teoria della relatività, mettendo in luce la sostanziale equivalenza tra ciò che chiamiamo m. e ciò che chiamiamo energia, ha portato a una profonda modificazione e generalizzazione del principio corrispondente (v. relatività ristretta: IV 814 a). Tale generalizzato principio di conservazione della m.-energia e la nozione di inerzia, valendo indifferentemente per i corpi di dimensioni ordinarie e per le particelle che li costituiscono, sono da considerarsi come proprietà fondamentali della m.; le altre proprietà (quali l'estensione, l'impenetrabilità, ecc.) restano come proprietà di prima approssimazione sul solo piano macroscopico. ◆ [ASF] M. interstellare: la m., nelle varie forme di aggregazione allo stato atomico e molecolare, presente nello spazio della Galassia (e, presumibilmente, dell'intero Universo) non occupato da oggetti celesti condensati (stelle, pianeti, ecc.): v. materia interstellare. ◆ [ASF] M. iperdensa: v. astrofisica relativistica: I 189 a. ◆ [FNC] M. nucleare infinita: locuz. che si riferisce all'ipotesi di un mezzo uniforme con uguale concentrazione di neutroni e di protoni in assenza di interazioni coulombiane: v. reazioni nucleari: IV 760 b. ◆ [ASF] M. oscura: l'insieme dei materiali nell'Universo che sono in condizioni diverse o sono di natura diversa rispetto a quelli che formano la m. visibile (stelle e altri astri). Si distingue tra m. oscura barionica e m. oscura non barionica. La m. oscura barionica sarebbe costituita da materiali analoghi a quelli costituenti le stelle, essenzialmente nuclei atomici di varia massa ed elettroni, sebbene in condizioni tali da non emettere radiazione. La m. oscura non barionica sarebbe costituita di materiali intrinsecamente diversi, soggetti solo alla forza gravitazionale e a interazioni estremamente deboli: v. materia oscura. ◆ [ASF] M. oscura calda e fredda: v. materia oscura: III 642 e. ◆ [FSN] M. strana: quella costituita da particelle strane. ◆ [FNC] Diagramma di fase della m. nucleare: v. fisica nucleare: II 620 b.