La matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont...) est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide (La phase liquide est un état de la matière.), l'état gazeux. Elle occupe de l'espace et la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre...) de matière se mesure à l'aide de la masse (La masse est une propriété fondamentale de la matière qui se manifeste à la fois par l'inertie des corps et leur...) (lorsqu'il s'agit de compter des particules de matière, on utilise la mole). Ainsi, en physique (La physique (du grec φυσικη) est étymologiquement la science de la nature. Son champ...), tout ce qui a une masse est de la matière. Cependant, la matière ordinaire qui nous entoure est formée de baryons, donc dans le langage commun, lorsqu'on parle de matière, on parle de matière baryonique. Cette définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la division entre les...) exclut donc les bosons fondamentaux, qui transportent les quatre forces fondamentales, bien qu'ils aient une masse et/ou une énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la...).

Les états de la matière

La matière peut se retrouver dans plusieurs états ou phases. Les trois états les plus connus sont solide, liquide et gazeux. Il existe aussi d'autres états un peu plus exotiques, tel que plasma ( En physique, le plasma décrit un état de la matière constitué de particules chargées (d'ions et...), cristal liquide (Un cristal liquide est un état de la matière qui combine des propriétés d'un liquide conventionnel et celles d'un...), condensat de Bose-Einstein et superfluide (La superfluidité est un état quantique de la matière qui a été découvert pour la première fois en 1937 par Pyotr...). Lorsque la matière passe d'un état à l'autre, elle effectue une transition de phase. Ce phénomène est étudié en thermodynamique (On peut définir la thermodynamique de deux façons simples : la science de la chaleur et des machines thermiques ou...) via les diagrammes de phase. La transition de phase se produit lorsque certaines caractéristiques de la matière changent : pression (La pression est la force exercée sur une surface donnée.), température (La température d'un système est une fonction croissante du degré d'agitation thermique des particules, c'est-à-dire de...), volume (En physique, le volume d'un objet mesure « l'extension dans l'espace » qu'il possède dans les trois...), densité (La densité est un nombre sans dimension, égal au rapport d'une masse d'une substance homogène à la masse du même volume...), énergie, etc.

La matière en physique des particules

La matière au niveau fondamental est constituée de quarks et de leptons. Les quarks se combinent pour former des hadrons, principalement des baryons et des mésons via la force nucléaire (Le terme d'énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte :) forte, et sont présumés toujours confinés ainsi. Parmi les baryons se trouvent le proton (Le proton est une particule subatomique portant une charge électrique de 1,602×10-19 coulombs. Il fut découvert en 1919...) (dont la charge électrique (La charge électrique est une propriété fondamentale de la matière qui respecte le principe de conservation.) est positive) et le neutron (Le neutron est une particule subatomique. Comme son nom l'indique, le neutron est neutre et n'a donc pas de charge...) (de charge électrique nulle), qui eux se combinent pour former les noyaux atomiques de tous les éléments chimiques du tableau (Tableau peut avoir plusieurs sens suivant le contexte employé :) périodique. Normalement, ces noyaux sont entourés d'un nuage d'électrons(de charge électrique négative et exactement opposée à celle du proton). L'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble, désigne intuitivement une collection d’objets (que l'on appelle éléments...) formé par un noyau et un nuage qui comprend autant d'électrons négatifs que de protons positifs présents dans le noyau est un atome (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la...). Il est électriquement neutre, sinon, c'est un ion^[1]. Les atomes peuvent s'agencer entre eux pour former des structures plus grosses et plus complexes, tel que les molécules. La chimie (La chimie est la science qui étudie la composition et les réactions de la matière.) est la science qui étudie comment se combinent les noyaux et les électrons pour former divers éléments et molécules.

Chaque particule de matière est associée à une (anti-)particule d'antimatière (Il s'agit ici d'une approche plus "philosophique" sur les questions posées par l'antimatière, ou sur ses applications...) (par ex. électron-positron). Une particule d'anti-matière se distingue de sa partenaire par le fait que ses différentes charges (charge électrique, charge de couleur) sont opposées. Toutefois de telles particules possèdent la même masse. Bien que les lois fondamentales de la physique n'indiquent pas une préférence pour la matière par rapport à l'anti-matière, les observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide...) cosmologiques indiquent que l'univers (On nomme univers l'ensemble de tout ce qui existe, comprenant la totalité des êtres et des choses (celle-ci comprenant...) est presque exclusivement constitué de matière^[2][3]

La matière et la relativité

Les travaux d'Albert Einstein (Albert Einstein (14 mars 1879 à Ulm, Württemberg, Allemagne - 18 avril 1955 à Princeton, New Jersey, États-Unis)...) en relativité restreinte (On nomme relativité restreinte une première version de la théorie de la relativité, émise en 1905 par Albert Einstein,...) nous ont légué la fameuse formule E = mc², où E est l'énergie au repos d'un système, m est sa masse et c est la vitesse (La vitesse est une grandeur physique qui permet d'évaluer l'évolution d'une quantité en fonction du temps.) de la lumière (La lumière désigne les ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des...) dans le vide (Le vide est avant tout un concept philosophique. Il désigne l'absence de matière.). Cela implique donc que la masse est équivalente à de l'énergie et vice versa. Ainsi par exemple lorsque plusieurs particules se combinent pour former des atomes, la masse totale de l'assemblage est plus petite que la somme des masses des constituants car en fait une partie de la masse des constituants est convertie en énergie de liaison, nécessaire pour assurer la cohésion de l'ensemble. On appelle ce phénomène le défaut de masse. Ce même physicien a établi le lien entre la courbure (Intuitivement, courbe s'oppose à droit : la courbure d'un objet géométrique est une mesure quantitative du...) de l'espace-temps (La notion d'espace-temps a été introduite par Minkowski en 1908 dans un exposé mathématique sur la géométrie de...) et de la matière/énergie grâce à la théorie de la relativité générale : la matière courbe l'espace-temps et l'espace-temps dit à la matière comment se déplacer. Ainsi, en relativité générale (La relativité générale est une théorie relativiste de la gravitation. Dans ce cadre, la présence d'une masse déforme...), la matière et l'énergie sont regroupées sous la même bannière et une façon d'en mesurer la quantité est d'observer la courbure de l'espace-temps qui les contient.