පදාර්ථය

20වන සියවසට පෙර, පදාර්ථය යන පදයට අඩංගු වූයේ පරමාණු වලින් සමන්විතවූ   සාමාන්‍ය පදාර්ථය වන අතර,  ආලෝකය හෝ  ධ්වනිය වැනි අනෙකුත් ශක්ති සංසිද්ධි බැහැර කරනු ලැබ තිබුණහ. විවිධ ශක්තීන් හා බල ක්‍ෂේත්‍ර නොසලකා හැරි විට (මේවා ඇතැම්විට වස්තූන්ගේ ස්කන්ධයට ද යම් දායකත්වයක් දක්වන නමුත්) භෞතික වස්තූන් නිර්මාණය වී ඇති ද්‍රව්‍ය විද්‍යාවේ දී පදාර්ථය ලෙස හැඳින්වේ. විශ්වයේ අපට පෙනෙන බහුතරය පදාර්ථය වේ. එනමුත් ආලෝකය සාමාන්‍යයෙන් පදාර්ථය ලෙස නොසැලකේ. පදාර්ථයේ අර්ථ දැක්වීම එතරම් නිශ්චිත නොවෙන අතර විද්‍යාත්මක මෙය අවාසිදායක වේ. සාමාන්‍යයෙන් ස්කන්ධයක් සහිත වූත් අවකාශයේ ඉඩක් ගන්නා වූත් ඕනෑම දෙයක් පදාර්ථය ලෙස අර්ථ දැක්වේ.

පදාර්ථය එකිනෙකට වෙනස් අවස්ථාවන්ට අයත් විය හැක. අතර ඒ අතරින් ඝන, ද්‍රව සහ වායු යන අවස්ථා වඩාත් බහුල අතර අනෙක් අවස්ථාව ප‍්ලාස්මා අවස්ථාව වේ.
 
කෙටියෙන් කිව්වොත් ඉතින් 
 * තාප ගතික ලක්ෂණ අධ්‍යනය සඳහා විශ්වයෙන් තෝරාගන්නා කොටස පදාර්ථය නම් වේ. 
 එහි ප්‍රධාන අවස්ථා ත්‍රිත්වය
   • ඝන
   • ද්‍රව
   • වායු    වේ. 
(Edited by Imesh madushan ranasinghe )

අර්ථ දැක්වීම 

අවකාශයේ ඉඩක් ගන්නා ස්කන්ධයක් ඇති ඕනෑම දෙයක් පදාර්ථය ලෙස හැඳින්වේ. භෞතික විද්‍යාවේ දී පදාර්ථය පිළිබඳ නිශ්චිත අර්ථ දැක්වීමක් පිළබඳ පුළුල් එකඟතාවක් නොමැත. බොහෝ විට වඩාත් නිශ්චිත අර්ථ දැක්වූ රාශි භාවිතය අවශ්‍ය වන විට භෞතික විද්‍යාඥයන් පදාර්ථය යන යෙදුම භාවිතා කිරීමට මැලි වන අතර ඒ වෙනුවට වඩාත් නිශ්චිතව අර්ථ දක්වා ඇති ස්කන්ධය ශක්තිය හා අංශු වැනි සංකල්ප භාවිතයට කැමැත්තක් දක්වති.

අඩුම කරමින් සමහරක් භෞතික විද්‍යාඥයින් හෝ භාවිතා කරන “පදාර්ථය යනු මූලික ෆර්මි‍යෝනවලින් නිර්මාණය වී ඇති සියලු දේ වේ” යන්න පදාර්ථය සඳහා යෙදිය හැකි එක් අර්ථ දැක්වීමකි. මෙහි දැක්වෙන මූලික ෆර්මියෝනවලට ඉලෙක්ට්‍රෝනය ඇතුලු ලෙප්ටෝන සහ ප්‍රෝටෝන සහ නියුට්‍රෝන නිර්මාණම යෙදෙන “ඉහල” සහ “පහළ” ක්වාක් ඇතුලු ක්වාක් වර්ග ද අයත් වේ. ප්‍රෝටෝන නියුට්‍රෝනය හා ඉලෙක්ට්‍රෝන එක්ව පරමාණු ද, ඒවා එකතු වීමෙන් අණු සහ තවදුරටත් එකතු වීමෙන් මහේක්ෂ ව්‍යුහ ද නිර්මාණය වන බැවින් ඉහත අර්ථ දැක්වීම අනුව ඒවා සියල්ල පදාර්ථය වේ. මේ හැරුණු විට පදාර්ථයට විවිධ බැරියෝන සහ මීසෝන ද අයත් වේ. පදාර්ථය අයත් නොවන දෑ වනුයේ ආලෝකය (එනම් ෆෝටෝන) සහ අනෙක් ගේජ් බෝසෝන වේ. කෙසේ නමුත් වඩාත් හොඳින් විශ්ලේෂණය කළ විට මෙම අර්ථ දැක්වීම හැම අතින්ම එකඟ විය හැකක් නොවන බව ද පෙනේ. විශේෂයෙන්ම මෙම අර්ථ දැක්වීමට අනුව පදාර්ථ නොවන ද්‍රව්‍යවලට ද ස්ක්න්ධයක් පැවතිය හැකි වේ.

W හා Z බොසෝන මූලික ෆර්මියෝන අතරට අයත් නොවන නමුත් ඒවාට ස්කන්ධයක් පවතී. එකිනෙකට සමාන්තර ලෙස චලනය නොවන ඕනෑම පෝටෝන දෙකක් පද්ධතියක් ලෙස ගත් විට අවිචල්‍ය ස්කන්ධයක් දරයි. “Glueballs” වල ඇති බන්ධන ශක්තිය හේතුවෙන් ඒවාට ස්කන්ධයේ ඇති මුත් ඒවා තුළ ස්කන්ධයක් සහිත අංශු හෝ මූලික ෆර්මිසෝන අන්තර්ගත නොවේ. ඒ අනුව මේවා ස්කන්ධයක් රහිත පදාර්ථය ලෙස සැලකීමේ හැකියාවක් පවතී.

ප්‍රෝටෝනවල සහ නියුට්‍රෝනවල ස්කන්ධයෙන් වැඩි ප්‍රමාණයකට ක්වාක් අතර ඇති බන්ධන ශක්තිය හේතු වන අතර ක්වාක්වල ස්කන්ධය සාපේක්ෂව අනු අගයකි. තවද නියු‍ට්‍රිනෝ වර්ග 3න් 1ක් ස්කන්ධයක් රහිත විය හැක.

පදාර්ථයේ ගුණ 

ක්වාක් එක්වී පැඩ්‍රෝන සෑදේ. ප්‍රබල අන්තර්තිය (strong interaction) සඳහා යෙදෙන වර්ණ සීමා කරණ මූලධර්මය හේතුවෙන් ක්වාක් අනෙකුත් ක්වාක් හා බැඳී නොමැති තත්වයේ නොපවතී. ප්‍රොටෝන සහ නියුට්‍රෝන ද හැඩ්‍රෝන වර්ග වේ. සාමාන්‍යයෙන් පරමාණුක න්‍යෂ්ටිය ඉලෙක්ට්‍රෝන වළාවකින් වටවී පවතී. ඒ ආකාරයට න්‍යෂ්ටියේ ඇති ප්‍රෝටෝන සංඛ්‍යාවට සමාන ඉලෙක්ට්‍රෝන සංඛ්‍යාවක් ‍ඉලෙක්ට්‍රෝන වළාවේ පවතී නම් එම ව්‍යුහය විද්‍යුත් වශයෙන් උදාසීන වන අතර එය පරමාණුවක් නම් වේ. එසේ නොවන විට ලැබෙන ව්‍යුහය අයනයක් නම් වේ.

ලෙප්ටෝන ප්‍රබල බලවල ක්‍රියාකාරීත්වයට යටත් නොවන බැවින් තනි තනිව ස්වභාවයේ පැවතිය හැක. පෘථිවියේ දී බොහෝ විට ඉලෙක්ට්‍රෝන පරමාණු කළ අඩංගු වන නමුත් ඒවා පහසුවෙන් නිදහස් කරගත හැකි අතර මෙය කැතෝඩ කිරණ නලයේ දී භාවිත‍ා‍ වේ. මුවෝන තාවකාලිකව බන්ධිත තත්වයන්ට පත්විය හැකි අතර එවිට ඒවා මුවෝනියානු පරමාණු ලෙස හැඳින්වේ. නියු‍ට්‍රිනෝ ප්‍රබල බල හෝ විද්‍යුත් චුම්භක අන්තර් ක්‍රියාවල බලපෑමට යටත් නොවේ. ඒවා කිසි ‍විටෙක වෙනත් අංශු හා බැඳුණු තත්වයේ නොපවතී.

සමජාතීය පදාර්ථයේ අන්තර්ගතය හා ගුණ නිශ්චිත වන අතර එහි ඕනෑම ප්‍රමාණයක් එකම අන්තර්ගතයකින් සහ ගුණවලින් යුක්ත වේ. මෙවැන්නක් සඳහා පිත්තල වැනි මිශ්‍රණයක් හෝ ශුද්ධ යකඩ වැනි මූලද්‍රව්‍යමය පදාර්ථයක් උදාහරණ ලෙස ගත හැක. ග්‍රැනයිට් පාෂාණ වැනි විෂමජාතීය පදාර්ථයෙහි අන්තර්ගතය නිශ්චිත නොවේ. සමජාතීය පදාර්ථයේ අන්තර්ගතය නිශ්චිත වේ.

පදාර්ථයේ අවස්ථා

කලාප 

සමූහ වශයෙන් ඇති විට පදාර්ථය පීඩන හා උෂ්ණත්වයට අනුව එකිනෙකට වෙනස් කලාප කිහිපයක පැවතිය හැක. කලාපයක් යනු අන්වීක්ෂීය භෞතික පද්ධතියක සාපේක්ෂව ඒකාකාර රසායනික අන්තර්ගතයක් සහ භෞතික ගුණ ඇති තත්වයකි. (මෙවන් ගුණ අතරට ඝනත්වය, ස්ඵටික ව්‍යුහය, වර්තනාංකය ආදිය අයත් වේ.) මෙවන් කලාපයන් අතරට අප හොඳින් හඳුනන ඝන, ද්‍රව සහ වායු කලාප මෙන්ම ප්ලාස්මා, සුපිරි ද්‍රව, සුපිරි සන, බෝස් අයින්ස්ටයින් සංඝණික , ෆර්මිසෝනික සංඝණික, ද්‍රව ස්ථිටික, අසාමාන්‍ය පදාර්ථය සහ ක්වාක් - ග්ලුවෝන් ප්ලාස්මාව යන කලාප ද අයත් වේ. එසේම චුම්භක ද්‍රව්‍ය සඳහා අයෂ්චුම්භක සහ අනු චුම්භක කලාප ද පවතී. තත්වයන් වෙනස් වන විට පදාර්ථය එක් කලාපයක සිට තවත් කලාප‍යකට පරිවර්තනය විය හැක. මෙම සංසිද්ධි කලාප සංක්‍රමණ ලෙස හැඳින්වෙන අතර ඒවායේ ශක්ති ගුණ තාප ගති විද්‍යාව යටතේ අධ්‍යයනය කෙරේ.

පදාර්ථය ඉතා කුඩා ප්‍රමාණවලින් ගත්කළ, සමූහ වශයෙන් ඇති විට දක්වන ගුණයනට සම්පූර්ණයෙන් වෙනස් වූ ගුණ දක්වන අතර ඒවා එකදු කලාපයකටවත් හොඳින් අනුරූප නොවේ.

කලාප ඇතැම් විට පදාර්ථයේ අවස්ථා ලෙස ද හැඳින්වේ. නමුත් මෙය යෙදුම තාප ගති විද්‍යාවේ අවස්ථා සමඟ පැටලිය හැක. උදාහරණයක් ලෙස එකිනෙකට වෙනස් පීඩනයන් යටතේ පවත්වා ගෙන ඇති වායූන් දෙකක් පවතින්නේ එකිනෙකට වෙනස් තාප ගතික අවස්ථා යටතේ වේ. නමුත් ඒවා පදාර්ථයේ එකම අවස්ථාවට අයත් වේ.

විද්‍යුත් ස්‍වභාවය 
පදාර්ථයේ විද්‍යුත් ස්‍වභාවය පහත දෑ මගින් සනාථ වේ.

ඝර්ෂණය 
ඝන පදාර්ථයන් හොඳින් පිරිමැදිවිට ධන හා ඍණ ආරෝපණ බෙදී ආරෝපිත තත්‍වයට එළැඹේ.
උදා: සින්ක් රෙදි කැබැල්ලක් මත පිරිමැදි වීදුරුකූරු දෙකක් එකිනෙක විකර්ෂණය වීම.

විද්‍යුත්විච්ඡේදනය

ඉලෙක්ට්‍රෝනය 
ජෝන් ඩෝල්ටන්ගේ පරමාණක වාදයෙන් වසර ගණනාවකට පසු සෑම පරමාණුවක ම අභ්‍යන්තරයේ තවත් උප පරමාණුක අංශු වර්ග කීපයක් ඇතිබවත් සොයාගැණිනි. ස්ටෝනි විසින් පදාර්ථය උදාසීන තත්වයේ පවත්වාගන්නේ ඉලෙක්ට්‍රෝනය යැයි ද කීය.

භෞතික විද්‍යාව
විද්‍යාව
විද්‍යා‍වේ ඉතිහාසය
පදාර්ථ