MADDE

AtomsaI madde kavramı ve halleri.

Modern madde anlayışı, temelde atomlara dayanır: madde süreksizdir, moleküllerden, atom topluluklarından oluşur ve maddenin çeşitli halleri (gaz, sıvı, katı) bu moleküllerin farklı biçimde düzenlenmelerine karşılık gelir.

Başlangıçta (XIX. yy.'ın ikinci yarısı) atomsal madde kavramı, klasik mekaniğin parçacıklarına denk düşen moleküllerin hareketlerinden yola çıkarak, gaz halindeki maddelerin termodinamik özelliklerini açıklayan gazların kinetik kuramının başarılarına sıkı sıkıya bağlıydı. Atomsal madde görüşü, daha sonra yalnızca gaz halindeki değil, katı ve sıvı haldeki maddelerin de özelliklerini açıklayabilecek tek görüş olarak kabul edildi. (ATOM.) Uzun bir süre, maddenin yalnızca katı, sıvı ya da gaz halinde varolabileceğine inanılmıştı. Gerçekte ise durum çok daha karmaşıktır. Klasik bakış açısından bile, gazlar ve sıvılar arasındaki ayrım mutlak değildir, çünkü sıvı halden gaz haline geçiş süreksiz bir biçimde olabildiği gibi (buharlaşma), hal denkleminin "kritik nokta’; sı aşıldığında sürekli bir biçimde de gerçekleşebilir. Bütün bunlara ek olarak, XX. yy.'ın başlarında bildiğimiz sıvı ya da gaz akışkanlardan çok farklı akışkan türleri ortaya çıkmıştır: çok düşük sıcaklıkta aşırıakışkanlar ya da yüksek sıcaklıkta plazmalar. Ayrıca günümüzde maddenin kısmi bir düzenlilik gösteren katı ve akışkan hal arasında yer alan halleri de bilinmektedir (“sıvı kristaller”, kristalimsiler, nematikler vb.).

Madde ve ışıma.

Tanecikli, süreksiz ve maddesel (!) madde kavramının karşısında, klasik (yani Einstein öncesi ve kuvan- tal kuram öncesi) fizikte, elektromanyetik alan kavramıyla açıklanan, maddesel olmayan bir ışıma kavramı yer alıyordu. Madde-ışıma etkileşimi, elektromanyetik alanın maddeyi oluşturan parçacıklar (özellikle de elektronlar) üzerindeki etkisi olarak anlaşılıyordu. Kuvantal fiziğin alanların ve parçacıkların, daha temel olan tek bir nesne sınıfının, yani kuvantonların iki değişik yüzü olduklarını göstererek geçersiz kıldığı, işte maddenin temel düzeydeki bu gösterimidir. Madde ve ışıma, birbirinden ne daha az ne de daha çok maddesel olan kuvantonlardan başka bir şey değildir. Yine de uygulamada (aynı zamanda kimi tarihsel nedenlerle) elektronlar maddesel, (dingin haldeki kütleleri sıfır olan) fotonlar bir ışıma olarak kabul edilir. Bu anlamda, madde/ışıma ayrımı görüngübilimsel bir geçerlik taşır.

Madde ve karşıt madde.

1930'lara doğru, Dirac’ın göreli kuvantal kuramından hareket edilerek, her temel parçacığa bir “karşıtparçacık”ın eşlik ettiğinin bulunmasıyla, bu terşıtparçacıkları belirtmek için karşıtmadde terimi ortaya atıldı. Tabii bu karşıtmadde, aslında bildiğimiz madde biçimine simetrik olan bir madde biçiminden başka bir şey değildir. Maddenin bu derin ikilliği kuşkusuz çağdaş fiziğin elde ettiği en önemli sonuçlardan biridir.