ในวิทยาศาสตร์กายภาพสสารคือสารใดๆ ที่มีมวลและกินพื้นที่โดยมีปริมาตร [ ^{1 ]}วัตถุในชีวิตประจำวันทั้งหมดที่สามารถสัมผัสได้นั้นล้วนประกอบด้วยอะตอมซึ่งประกอบด้วยอนุภาคย่อยของอะตอมที่ ทำปฏิกิริยากัน ในการใช้งานในชีวิตประจำวันและทางวิทยาศาสตร์สสาร โดยทั่วไป ^หมายรวมถึงอะตอมและสิ่งใดๆ ที่ประกอบขึ้นจากอะตอม และอนุภาคใดๆ (หรือการรวมกันของอนุภาค ) ที่ทำหน้าที่ราวกับว่ามีทั้งมวลนิ่งและปริมาตร อย่างไรก็ตาม สสารไม่รวมถึงอนุภาคที่ไม่มีมวลเช่นโฟตอนหรือปรากฏการณ์พลังงานหรือคลื่นอื่นๆ เช่นแสงหรือความร้อน [ ^{1 ] : 21 [ 2 ]}สสารมีอยู่ในสถานะ ต่างๆ (เรียกอีกอย่างว่าเฟส ) ซึ่งรวมถึงเฟสคลาสสิกในชีวิตประจำวัน เช่นของแข็งของเหลวและก๊าซ – ตัวอย่างเช่นน้ำมีอยู่เป็นน้ำแข็งน้ำเหลว และไอ น้ำ – แต่สถานะอื่นๆ ก็เป็นไปได้เช่นกัน รวมถึงพลาสมาสาร ควบแน่น โบส-ไอน์สไตน์ สารควบแน่นเฟอร์มิ ออนิก และพลาสมาควาร์ก-กลูออน^{[ 3 ]}

โดยปกติแล้ว เราสามารถจินตนาการถึงอะตอมได้ว่าเป็นนิวเคลียสที่ประกอบด้วยอนุภาคย่อยของอะตอมโปรตอนและนิวตรอนและ "เมฆ" ของอิเล็กตรอน ที่โคจรอยู่รอบๆ ซึ่ง "กินพื้นที่" ^{[ 4 ] [ 5 ]}อย่างไรก็ตาม นี่เป็นเพียงความถูกต้องบางส่วนเท่านั้น เพราะอนุภาคย่อยของอะตอมและคุณสมบัติของพวกมันถูกควบคุมโดยธรรมชาติเชิงควอนตัมซึ่งหมายความว่าพวกมันไม่ได้ทำหน้าที่เหมือนวัตถุทั่วไปในชีวิตประจำวัน – พวกมันสามารถทำหน้าที่ได้เหมือนคลื่นเช่นเดียวกับอนุภาคและพวกมันไม่มีขนาดหรือตำแหน่งที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน ในแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาค สสารไม่ใช่แนวคิดพื้นฐาน เพราะองค์ประกอบพื้นฐานของอะตอมเป็น เอน ทิตีเชิงควอนตัมซึ่งไม่มี "ขนาด" หรือ " ปริมาตร " ที่แท้จริงในความหมายทั่วไปของคำนี้ เนื่องจากหลักการกีดกันและปฏิสัมพันธ์พื้นฐาน อื่นๆ อนุภาค " จุด " บางชนิดที่เรียกว่าเฟอร์มิออน ( ควาร์กเลปตอน ) และสารประกอบและอะตอมจำนวนมาก ถูกบังคับให้รักษาระยะห่างจากอนุภาคอื่นๆ ภายใต้เงื่อนไขทั่วไป สิ่งนี้ก่อให้เกิดคุณสมบัติของสสาร ซึ่งปรากฏแก่เราในฐานะสสารที่กินพื้นที่

ตลอดประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติผู้คนได้พิจารณาถึงธรรมชาติที่แท้จริงของสสารแนวคิดที่ว่าสสารถูกสร้างขึ้นจากหน่วยย่อยที่แยกจากกัน ซึ่งเรียกว่าทฤษฎีอนุภาคของสสารปรากฏขึ้นทั้งในกรีกโบราณและอินเดียโบราณ [ ^{6 ] นัก}ปรัชญายุคแรกที่เสนอทฤษฎีอนุภาคของสสาร ได้แก่ นักปรัชญาชาวอินเดียชื่อ คานาดา ( ประมาณ ศตวรรษที่ 6 ก่อนคริสต์ศักราช ) ^{[ 7 ]}และนักปรัชญากรีกก่อนยุคโสก ราตีส อย่าง ลิวซิปปัส ( ประมาณ 490 ก่อนคริสต์ศักราช ) และเดโมคริตุส ( ประมาณ 470–380 ก่อนคริสต์ศักราช ) ^{[ 8 ]}

สสารเป็นคำทั่วไปที่ใช้อธิบายสารทางกายภาพใดๆ ซึ่งบางครั้งอาจมีการนิยามที่ไม่สอดคล้องกันในสาขาวิทยาศาสตร์ต่างๆ บางนิยามนั้นอิงตามการใช้งานในอดีตจากยุคที่ไม่มีเหตุผลให้แยกแยะมวลออกจากปริมาณของสสารในทางตรงกันข้ามมวลไม่ใช่สาร แต่เป็นคุณสมบัติที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนและครอบคลุม ของสสารและสารหรือระบบอื่นๆ ใน วิชาฟิสิกส์มีการนิยามมวลหลายประเภท เช่นมวลนิ่งมวลเฉื่อยและมวลสัมพัทธภาพ

ในทางฟิสิกส์ บางครั้งสสารถูกเทียบเท่ากับอนุภาคที่มีมวลนิ่ง (กล่าวคือ ไม่สามารถเคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสงได้) เช่น ควาร์กและเลปตอน อย่างไรก็ตาม ทั้งในฟิสิกส์และเคมี สสารแสดงคุณสมบัติทั้ง แบบ คลื่นและ แบบ อนุภาค (สิ่งที่เรียกว่าความเป็นคู่ของคลื่นและอนุภาค ) ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]}

ในวิชาเคมีสารคือรูปแบบเฉพาะของสสารที่มีองค์ประกอบทางเคมีคงที่และคุณสมบัติเฉพาะตัว[ 12 ^{] [ 13 ]สารเคมี}อาจอยู่ในรูปของธาตุ เดี่ยว หรือสารประกอบทางเคมีหากสารเคมีสองชนิดขึ้นไปสามารถรวมกันได้โดยไม่เกิดปฏิกิริยาพวกมันอาจก่อตัวเป็น สาร ผสม ทาง เคมี^{[ 14 ]}หากสารผสมถูกแยกออกเพื่อแยกสารเคมีหนึ่งชนิดออกมาในระดับที่ต้องการ สารที่ได้จะเรียกว่าสารบริสุทธิ์ทางเคมี^{[ 15 ]}

สารเคมีสามารถอยู่ในสถานะหรือเฟส ทางกายภาพที่แตกต่างกันได้หลายแบบ ( เช่นของแข็งของเหลวก๊าซหรือพลาสมา ) โดยไม่เปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมี สารจะเปลี่ยนสถานะระหว่างเฟสต่างๆ เหล่านี้เมื่ออุณหภูมิหรือความดันเปลี่ยนแปลงสารเคมีบางชนิดสามารถรวมตัวหรือเปลี่ยนไปเป็นสารใหม่ได้โดยผ่านปฏิกิริยาเคมีสารเคมีที่ไม่มีความสามารถนี้เรียกว่าสาร เฉื่อย

น้ำบริสุทธิ์เป็นตัวอย่างของสารเคมีที่มีองค์ประกอบคงที่ คือ อะตอมไฮโดรเจนสองอะตอมจับกับอะตอมออกซิเจนหนึ่งอะตอม (เช่น H₂O อัตราส่วนอะตอมของไฮโดรเจนต่อออกซิเจนจะเป็น 2:1 เสมอในทุกโมเลกุลของน้ำ น้ำบริสุทธิ์จะเดือดที่อุณหภูมิประมาณ 100 องศาเซลเซียส (212 องศาฟาเรนไฮต์) ซึ่งเป็นตัวอย่างหนึ่งของคุณสมบัติเฉพาะที่กำหนดลักษณะของน้ำ สารเคมีที่น่าสนใจอื่นๆ ได้แก่ ( รูปแบบหนึ่งของธาตุคาร์บอน ) เกลือแกง (NaCl; สารประกอบไอออนิก ) และน้ำตาลทรายขาว บริสุทธิ์ ( ; สารประกอบ )

นิยามของ "สสาร" โดยพิจารณาจากโครงสร้างทางกายภาพและเคมีคือสสารประกอบด้วยอะตอม^{[ 16 ]}สสารอะตอมดังกล่าวบางครั้งก็เรียกว่าสสารธรรมดาตัวอย่างเช่นโมเลกุลของกรดดีออกซีไรโบ nucléique (DNA) เป็นสสารภายใต้นิยามนี้เพราะประกอบด้วยอะตอม นิยามนี้สามารถขยายให้ครอบคลุมอะตอมและโมเลกุลที่มีประจุได้ เพื่อรวมพลาสมา (ก๊าซไอออน) และอิเล็กโทรไลต์ (สารละลายไอออนิก) ซึ่งไม่ได้รวมอยู่ในนิยามของอะตอมอย่างชัดเจน หรืออีกทางหนึ่ง เราสามารถใช้นิยาม ของ โปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน ได้

นิยามของ "สสาร" ที่ละเอียดกว่านิยามของอะตอมและโมเลกุลคือสสารประกอบขึ้นจากสิ่งที่อะตอมและโมเลกุลประกอบขึ้นหมายความว่า สิ่งใดก็ตามที่ประกอบด้วยโปรตอน ที่มีประจุบวก นิวตรอนที่เป็นกลางและอิเล็กตรอน ที่มีประจุลบ ^{[ 17 ]}อย่างไรก็ตาม นิยามนี้ไม่ได้จำกัดอยู่แค่เพียงอะตอมและโมเลกุลเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสารที่ประกอบขึ้นจากหน่วยย่อยเหล่านี้ที่ไม่ใช่เพียงแค่อะตอมหรือโมเลกุล เช่น ลำแสงอิเล็กตรอนใน โทรทัศน์ หลอดภาพรังสีแคโทด รุ่นเก่า หรือ สสาร ดาวแคระขาวซึ่งโดยทั่วไปคือนิวเคลียสของคาร์บอนและออกซิเจนในทะเลของอิเล็กตรอนที่เสื่อมสภาพ ในระดับจุลภาค "อนุภาค" ที่เป็นส่วนประกอบของสสาร เช่น โปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน เป็นไปตามกฎของกลศาสตร์ควอนตัมและแสดงให้เห็นถึงความเป็นคู่ของคลื่นและอนุภาค ในระดับที่ลึกกว่านั้น โปรตอนและนิวตรอนประกอบขึ้นจากควาร์กและสนามแรง ( กลูออน ) ที่ยึดเหนี่ยวพวกมันเข้าด้วยกัน ซึ่งนำไปสู่คำจำกัดความถัดไป

ดังที่เห็นในการอภิปรายข้างต้น คำจำกัดความในยุคแรกๆ ของสิ่งที่เรียกว่า "สสารธรรมดา" จำนวนมากนั้นอิงตามโครงสร้างหรือ "หน่วยพื้นฐาน" ของมัน ในระดับของอนุภาคพื้นฐาน คำจำกัดความที่สอดคล้องกับประเพณีนี้สามารถกล่าวได้ว่า: "สสารธรรมดาคือทุกสิ่งที่ประกอบด้วยควาร์กและเลปตอน " หรือ "สสารธรรมดาคือทุกสิ่งที่ประกอบด้วยเฟอร์มิออนพื้นฐานใดๆ ยกเว้นแอนติควาร์กและแอนติเลปตอน" ^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}ความเชื่อมโยงระหว่างสูตรเหล่านี้มีดังต่อไปนี้

เลปตอน (ที่รู้จักกันดีที่สุดคืออิเล็กตรอน ) และควาร์ก (ซึ่งประกอบด้วยแบริออนเช่นโปรตอนและนิวตรอน ) รวมตัวกันเป็นอะตอมซึ่งต่อมาก็รวมตัวกันเป็นโมเลกุลเนื่องจากอะตอมและโมเลกุลถือเป็นสสาร จึงเป็นเรื่องปกติที่จะกำหนดนิยามว่า "สสารธรรมดาคือสิ่งใดก็ตามที่ประกอบขึ้นจากสิ่งเดียวกับที่อะตอมและโมเลกุลประกอบขึ้น" (อย่างไรก็ตาม โปรดสังเกตว่าเรายังสามารถสร้างสสารที่ไม่ใช่อะตอมหรือโมเลกุลจากหน่วยพื้นฐานเหล่านี้ได้ด้วย) จากนั้น เนื่องจากอิเล็กตรอนเป็นเลปตอน และโปรตอนและนิวตรอนประกอบขึ้นจากควาร์ก นิยามนี้จึงนำไปสู่นิยามของสสารว่าเป็น "ควาร์กและเลปตอน" ซึ่งเป็นสองในสี่ประเภทของเฟอร์มิออนพื้นฐาน (อีกสองประเภทคือแอนติควาร์กและแอนติเลปตอน ซึ่งสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นปฏิสสารดังที่จะกล่าวถึงในภายหลัง) Carithers และ Grannis กล่าวว่า: "สสารธรรมดาประกอบด้วย อนุภาค รุ่นแรก ทั้งหมด ได้แก่ ควาร์ก [อัพ] และ [ดาวน์] รวมถึงอิเล็กตรอนและนิวตริโน" ^{[ 19 ]} (อนุภาครุ่นที่สูงกว่าจะสลายตัวอย่างรวดเร็วกลายเป็นอนุภาครุ่นแรก ดังนั้นจึงไม่ค่อยพบเห็นบ่อยนัก^{[ 21 ]} )

นิยามของสสารธรรมดานี้มีความละเอียดอ่อนกว่าที่ปรากฏในตอนแรก อนุภาคทั้งหมดที่ประกอบขึ้นเป็นสสารธรรมดา (เลปตอนและควาร์ก) เป็นเฟอร์มิออนพื้นฐาน ในขณะที่ตัวนำแรง ทั้งหมด เป็นโบซอนพื้นฐาน^{[ 22 ]}โบซอน W และ Zที่เป็นตัวกลางของแรงอ่อนไม่ได้ประกอบด้วยควาร์กหรือเลปตอน ดังนั้นจึงไม่ใช่สสารธรรมดา แม้ว่าจะมีมวลก็ตาม^{[ 23 ]}กล่าวอีกนัยหนึ่งมวลไม่ใช่สิ่งที่มีเฉพาะในสสารธรรมดาเท่านั้น

อย่างไรก็ตาม นิยามของสสารธรรมดาตามควาร์ก-เลปตอน ไม่เพียงแต่ระบุถึงหน่วยพื้นฐานของสสารเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสารประกอบที่สร้างขึ้นจากองค์ประกอบเหล่านั้นด้วย (เช่น อะตอมและโมเลกุล) สารประกอบดังกล่าวมีพลังงานปฏิสัมพันธ์ที่ยึดองค์ประกอบเข้าด้วยกัน และอาจเป็นมวลส่วนใหญ่ของสารประกอบนั้น ตัวอย่างเช่น มวลของอะตอมส่วนใหญ่ก็คือผลรวมของมวลของโปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอนที่เป็นองค์ประกอบ อย่างไรก็ตาม หากพิจารณาให้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น โปรตอนและนิวตรอนนั้นประกอบด้วยควาร์กที่ยึดติดกันด้วยสนามกลูออน (ดูพลศาสตร์ของควอนตัมโครโมไดนามิกส์ ) และสนามกลูออนเหล่านี้มีส่วนสำคัญต่อมวลของแฮดรอน^{[ 24 ]}กล่าวอีกนัยหนึ่ง ส่วนใหญ่ของสิ่งที่ประกอบเป็น "มวล" ของสสารธรรมดานั้นเกิดจากพลังงานยึดเหนี่ยวของควาร์กภายในโปรตอนและนิวตรอน^{[ 25 ]}ตัวอย่างเช่น ผลรวมของมวลของควาร์กทั้งสามในนิวคลีออนมีค่าประมาณ12.5  MeV/ c²ซึ่งถือว่าต่ำเมื่อเทียบกับมวลของนิวคลีออน (โดยประมาณ⁾938  MeV/ c ² ) ^{[ 26 ] [ 27 ]}โดยสรุปแล้ว มวลส่วนใหญ่ของวัตถุในชีวิตประจำวันมาจากพลังงานปฏิสัมพันธ์ของส่วนประกอบพื้นฐาน

แบบจำลองมาตรฐานจัดกลุ่มอนุภาคสสารออกเป็นสามรุ่น โดยแต่ละรุ่นประกอบด้วยควาร์กสองตัวและเลปตอนสองตัว รุ่นแรกคือควาร์กอั พและ ดาวน์อิเล็กตรอนและนิวตริโนอิเล็กตรอนรุ่นที่สองประกอบด้วยควาร์กชาร์มและสเตรนจ์ มิวออนและนิวตริโนมิวออน รุ่นที่สามประกอบด้วยค วาร์กท็ อปและ บอ ททอมและเทาและนิวตริโนเทา [ ^{28 ] คำ}อธิบายที่เป็นธรรมชาติที่สุดสำหรับเรื่องนี้คือ ควาร์กและเลปตอนในรุ่นที่สูงกว่าเป็นสถานะกระตุ้นของรุ่นแรก หากเป็นเช่นนั้นจริง ก็จะหมายความว่าควาร์กและเลปตอนเป็นอนุภาคประกอบไม่ใช่อนุภาคพื้นฐาน^{[ 29 ]}

นิยามของสสารโดยใช้ควาร์กและเลปตอนนี้ยังนำไปสู่สิ่งที่สามารถอธิบายได้ว่าเป็นกฎ "การอนุรักษ์สสาร (สุทธิ)" ซึ่งจะกล่าวถึงในภายหลัง หรืออีกทางหนึ่ง เราอาจกลับไปใช้แนวคิดมวล-ปริมาตร-พื้นที่ของสสาร ซึ่งจะนำไปสู่นิยามถัดไป โดยที่ปฏิสสารจะถูกรวมอยู่ด้วยในฐานะกลุ่มย่อยของสสาร

นิยามทั่วไปหรือแบบดั้งเดิมของสสารคือ "สิ่งใดก็ตามที่มีมวลและปริมาตร (ครอบครองพื้นที่ )" ^{[ 30 ] [ 31 ]}ตัวอย่างเช่น รถยนต์จะกล่าวได้ว่าทำจากสสาร เนื่องจากมีมวลและปริมาตร (ครอบครองพื้นที่)

การสังเกตว่าสสารครอบครองพื้นที่นั้นมีมาตั้งแต่สมัยโบราณ อย่างไรก็ตาม คำอธิบายว่าทำไมสสารจึงครอบครองพื้นที่นั้นเพิ่งเกิดขึ้นไม่นาน และมีการโต้แย้งว่าเป็นผลมาจากปรากฏการณ์ที่อธิบายไว้ใน^{หลักการ}กีดกันของ Pauli [ ^{32 ] [ 33 ]}ซึ่งใช้กับเฟอร์มิออนตัวอย่างสองประการที่หลักการกีดกันเชื่อมโยงสสารกับการครอบครองพื้นที่อย่างชัดเจน ได้แก่ ดาวแคระขาวและดาวนิวตรอน ซึ่งจะกล่าวถึงต่อไป

ดังนั้น สสารจึงสามารถนิยามได้ว่าเป็นทุกสิ่งที่ประกอบด้วยเฟอร์มิออนพื้นฐาน แม้ว่าเราจะไม่พบเห็นพวกมันในชีวิตประจำวัน แต่แอนติควาร์ก (เช่นในแอนติโปรตอน ) และแอนติเลปตอน (เช่นโพซิตรอน ) เป็นอนุภาคปฏิปักษ์ของควาร์กและเลปตอน เป็นเฟอร์มิออนพื้นฐานเช่นกัน และมีคุณสมบัติพื้นฐานเหมือนกับควาร์กและเลปตอน รวมถึงการประยุกต์ใช้หลักการกีดกันของเปาลี ซึ่งกล่าวได้ว่าป้องกันไม่ให้อนุภาคสองอนุภาคอยู่ในที่เดียวกันในเวลาเดียวกัน (ในสถานะเดียวกัน) กล่าวคือทำให้อนุภาคแต่ละตัว "ใช้พื้นที่" คำนิยามเฉพาะนี้ทำให้สสารถูกนิยามให้รวมถึงทุกสิ่งที่ทำจาก อนุภาค ปฏิสสาร เหล่านี้ เช่นเดียวกับควาร์กและเลปตอนทั่วไป และด้วยเหตุนี้จึงรวมถึงทุกสิ่งที่ทำจากเมซอนซึ่งเป็นอนุภาคที่ไม่เสถียรที่ประกอบด้วยควาร์กและแอนติควาร์ก ด้วย

ในบริบทของทฤษฎี สัมพัทธ ภาพ มวลไม่ใช่ปริมาณที่บวกกันได้ ในแง่ที่ว่าเราไม่สามารถบวกมวลนิ่งของอนุภาคในระบบเพื่อให้ได้มวลนิ่งทั้งหมดของระบบได้^{[ 1 ] : 21} ในทฤษฎีสัมพัทธภาพ โดยทั่วไปแล้วมุมมองทั่วไปมากกว่าคือไม่ใช่ผลรวมของมวลนิ่งแต่เป็นเทนเซอร์พลังงาน-โมเมนตัมที่กำหนดปริมาณของสสาร เทนเซอร์นี้ให้มวลนิ่งสำหรับระบบทั้งหมด ดังนั้น สสารจึงบางครั้งถูกพิจารณาว่าเป็นสิ่งใดก็ตามที่ก่อให้เกิดพลังงาน-โมเมนตัมของระบบ นั่นคือสิ่งใดก็ตามที่ไม่ใช่แรงโน้มถ่วงอย่างเดียว^{[ 34 ] [ 35 ]}มุมมองนี้เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปในสาขาที่เกี่ยวข้องกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปเช่นจักรวาลวิทยาในมุมมองนี้ แสงและอนุภาคและสนามที่ไม่มีมวลอื่นๆ ล้วนเป็นส่วนหนึ่งของสสาร

ในฟิสิกส์อนุภาค เฟอร์มิออนคืออนุภาคที่ปฏิบัติตามสถิติเฟอร์มิ-ดิแรกเฟอร์มิออนอาจเป็นแบบพื้นฐาน เช่น อิเล็กตรอน หรือแบบประกอบ เช่น โปรตอนและนิวตรอน ในแบบจำลองมาตรฐานมีเฟอร์มิออนพื้นฐานสองประเภท ได้แก่ ควาร์กและเลปตอน ซึ่งจะกล่าวถึงต่อไป

ควาร์กเป็นอนุภาคขนาดใหญ่ที่มีสปิน-1/2 ซึ่งหมายความว่าเป็นเฟอร์มิออน พวกมันมีประจุไฟฟ้า −1/3 e ( ควาร์กชนิดดาวน์) หรือ +2/3 e ( ควาร์กชนิดอัพ) เพื่อ เปรียบเทียบอิเล็กตรอนมีประจุ −1  e นอกจากนี้ควาร์กยังมีประจุสีซึ่งเทียบเท่ากับประจุไฟฟ้าสำหรับการอันตรกิริยาแบบแรงควาร์กยังสลายตัวแบบกัมมันตรังสี ได้ ซึ่งหมายความว่าพวกมันอยู่ภายใต้การอันตรกิริยาแบบอ่อนด้วย   

แบริออนเป็นเฟอร์มิออนที่มีปฏิสัมพันธ์อย่างรุนแรง ดังนั้นจึงอยู่ภายใต้สถิติเฟอร์มิ-ดิแรก ในบรรดาแบริออนนั้นมีโปรตอนและนิวตรอน ซึ่งพบได้ในนิวเคลียสของอะตอม แต่ก็ยังมีแบริออนที่ไม่เสถียรอื่นๆ อีกมากมาย โดยทั่วไปแล้ว คำว่าแบริออนหมายถึงไตรควาร์ก ซึ่งเป็นอนุภาคที่ประกอบด้วยควาร์กสามตัว นอกจากนี้ ยังมีแบริออน "แปลกใหม่" ที่ประกอบด้วยควาร์กสี่ตัวและแอนติควาร์กหนึ่งตัว เรียกว่าเพนตาควาร์กแต่การมีอยู่ของพวกมันนั้นไม่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไป

สสารแบริโอนิกเป็นส่วนหนึ่งของจักรวาลที่ประกอบด้วยแบริออน (รวมถึงอะตอมทั้งหมด) ส่วนนี้ของจักรวาลไม่รวมถึงพลังงานมืดสสารมืดหลุมดำหรือสสารเสื่อมสภาพในรูปแบบต่างๆ เช่น สสารที่ประกอบเป็น ดาว แคระขาวและดาวนิวตรอนแสงไมโครเวฟที่ตรวจพบโดยWilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) ชี้ให้เห็นว่ามีเพียงประมาณ 4.6% ของส่วนของจักรวาลที่อยู่ในระยะของกล้องโทรทรรศน์ ที่ดีที่สุด (นั่นคือ สสารที่อาจมองเห็นได้เนื่องจากแสงสามารถเดินทางมาถึงเราได้) ที่ประกอบด้วยสสารแบริโอนิก ประมาณ 26.8% เป็นสสารมืด และประมาณ 68.3% เป็นพลังงานมืด^{[ 37 ]}

สสารธรรมดาส่วนใหญ่ในจักรวาลนั้นมองไม่เห็น เนื่องจากดาวฤกษ์ที่มองเห็นได้และก๊าซภายในกาแล็กซีและกระจุกดาวคิดเป็นสัดส่วนน้อยกว่า 10 เปอร์เซ็นต์ของสสารธรรมดาที่ส่งผลต่อความหนาแน่นของมวลและพลังงานของจักรวาล^{[ 38 ]}

สสารแฮดรอนิกอาจหมายถึงสสารแบริโอนิก 'ธรรมดา' ที่สร้างจากแฮดรอน (แบริออนและเมซอน ) หรือ ส สารควาร์ก (ซึ่งเป็นการวางนัยทั่วไปของนิวเคลียสอะตอม ) กล่าวคือ สสาร QCD ที่อุณหภูมิ 'ต่ำ' ^{[ 39 ]}ซึ่งรวมถึงสสารเสื่อมสภาพและผลลัพธ์ของการชนกันของนิวเคลียสหนักพลังงานสูง^{[ 40 ]}

ในทางฟิสิกส์สสารเสื่อมสภาพหมายถึงสถานะพื้นฐานของก๊าซเฟอร์มิออนที่อุณหภูมิใกล้ศูนย์สัมบูรณ์^{[ 41 ]}หลักการกีดกันของ Pauliกำหนดให้มีเพียงเฟอร์มิออนสองตัวเท่านั้นที่สามารถครอบครองสถานะควอนตัมได้ โดยตัวหนึ่งมีสปินขึ้นและอีกตัวหนึ่งมีสปินลง ดังนั้น ที่อุณหภูมิศูนย์ เฟอร์มิออนจะเติมเต็มระดับที่เพียงพอเพื่อรองรับเฟอร์มิออนที่มีอยู่ทั้งหมด และในกรณีที่มีเฟอร์มิออนจำนวนมาก พลังงานจลน์สูงสุด (เรียกว่าพลังงานเฟอร์มิ ) และความดันของก๊าซจะสูงมาก และขึ้นอยู่กับจำนวนเฟอร์มิออนมากกว่าอุณหภูมิ ซึ่งแตกต่างจากสถานะของสสารปกติ

เชื่อกันว่าสสารเสื่อมสภาพเกิดขึ้นระหว่างวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่^{[ 42 ]}การสาธิตโดยSubrahmanyan Chandrasekharว่าดาวแคระขาวมีมวลสูงสุดที่อนุญาตเนื่องจากหลักการกีดกันทำให้เกิดการปฏิวัติในทฤษฎีวิวัฒนาการของดาวฤกษ์^{[ 43 ]}

สสารเสื่อมสภาพ หมายถึงส่วนหนึ่งของจักรวาลที่ประกอบด้วยดาวนิวตรอนและดาวแคระขาว

สสารแปลก (Strange matter) เป็นส สารควาร์กชนิดหนึ่งโดยเฉพาะ มักถูกมองว่าเป็นของเหลวที่ประกอบด้วยควาร์กอัพ ดาวน์และ สเตรน จ์มันแตกต่างจากสสารนิวเคลียร์ซึ่งเป็นของเหลวที่ประกอบด้วยนิวตรอนและโปรตอน (ซึ่งสร้างขึ้นจากควาร์กอัพและดาวน์) และแตกต่างจากสสารที่ไม่ใช่ควาร์กแปลก ซึ่งเป็นของเหลวควาร์กที่ประกอบด้วยควาร์กอัพและดาวน์เท่านั้น ที่ความหนาแน่นสูงพอ สสารแปลกจะมีคุณสมบัติเป็นตัวนำยิ่งยวดสีมีการตั้งสมมติฐานว่าสสารแปลกเกิดขึ้นในแกนกลางของดาวนิวตรอนหรือในเชิงคาดการณ์ อาจเป็นหยดเล็กๆ ที่แยกตัวออกมา ซึ่งมีขนาดตั้งแต่ระดับเฟมโตเมตร ( หยดเล็กๆ แปลกๆ ) ไปจนถึงกิโลเมตร ( ดาวควาร์ก )

ในฟิสิกส์อนุภาคและฟิสิกส์ดาราศาสตร์คำนี้ถูกใช้ในสองลักษณะ ลักษณะหนึ่งกว้างกว่า และอีกลักษณะหนึ่งเฉพาะเจาะจงกว่า

1. ความหมายที่กว้างกว่านั้นก็คือ สสารควาร์กที่ประกอบด้วยควาร์กสามชนิด ได้แก่ อัพ ดาวน์ และสเตรนจ์ ในคำจำกัดความนี้ มีความดันวิกฤตและความหนาแน่นวิกฤตที่เกี่ยวข้อง และเมื่อสสารนิวเคลียร์ (ที่ประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน ) ถูกบีอัดเกินกว่าความหนาแน่นนี้ โปรตอนและนิวตรอนจะแตกตัวออกเป็นควาร์ก ทำให้เกิดสสารควาร์ก (น่าจะเป็นสสารสเตรนจ์)
2. ความหมายที่แคบกว่าคือสสารควาร์กที่มีเสถียรภาพมากกว่าสสารนิวเคลียร์แนวคิดที่ว่าสิ่งนี้อาจเกิดขึ้นได้คือ "สมมติฐานสสารแปลก" ของ Bodmer ^{[ 44 ]}และ Witten ^{[ 45 ]}ในคำจำกัดความนี้ ความดันวิกฤตเป็นศูนย์: สถานะพื้นฐานที่แท้จริงของสสารคือ สสารควาร์ก เสมอนิวเคลียสที่เราเห็นในสสารรอบตัวเรา ซึ่งเป็นหยดของสสารนิวเคลียร์นั้น แท้จริงแล้วเป็นสถานะกึ่งเสถียรและเมื่อเวลาผ่านไปนานพอ (หรือสิ่งกระตุ้นภายนอกที่เหมาะสม) จะสลายตัวเป็นหยดของสสารแปลก นั่นคือสเตรนจ์เล็ต

เลปตอนเป็นอนุภาคที่มีสปิน-1/2ซึ่งหมายความว่าเป็นเฟอร์มิออน พวกมันมีประจุไฟฟ้า −1  e (เลปตอนมีประจุ) หรือ 0  e (นิวตริโน) ต่างจากควาร์ก เลปตอนไม่มีประจุสีซึ่งหมายความว่าพวกมันไม่ได้รับผลกระทบจากอันตรกิริยาแบบแรงเลปตอนยังมีการสลายตัวแบบกัมมันตรังสี ซึ่งหมายความว่าพวกมันได้รับผลกระทบจากอันตรกิริยาแบบอ่อนเลปตอนเป็นอนุภาคที่มีมวล ดังนั้นจึงอยู่ภายใต้แรงโน้มถ่วง

โดยทั่วไปสสารสามารถมีอยู่ได้หลายรูปแบบหรือสถานะของการรวมตัวที่เรียกว่า^{เฟส [} 48 ] ^{ขึ้นอยู่}กับความดัน อุณหภูมิและปริมาตรของสิ่งแวดล้อม [ ^{49 ] เฟส}คือรูปแบบของสสารที่มีองค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางกายภาพที่ค่อนข้างสม่ำเสมอ (เช่นความหนาแน่นความร้อนจำเพาะดัชนีหักเหและอื่นๆ) เฟสเหล่านี้รวมถึงสามเฟสที่คุ้นเคย ( ของแข็งของเหลวและก๊าซ ) รวมถึงสถานะของสสารที่แปลกใหม่กว่า (เช่นพลาสมา ของไหลยิ่งยวดของแข็งยิ่งยวด สาร ควบแน่นโบส-ไอน์สไตน์ ... ) ของไหลอาจเป็นของเหลว ก๊าซ หรือพลาสมา นอกจากนี้ยังมี เฟส พาราแมกเนติกและเฟอร์โรแมกเนติกของวัสดุแม่เหล็กเมื่อเงื่อนไขเปลี่ยนแปลง สสารอาจเปลี่ยนจากเฟสหนึ่งไปเป็นอีกเฟสหนึ่ง ปรากฏการณ์เหล่านี้เรียกว่าการเปลี่ยนเฟสและได้รับการศึกษาในสาขาอุณหพลศาสตร์ในวัสดุนาโน อัตราส่วนของพื้นที่ผิวต่อปริมาตรที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก ส่งผลให้วัสดุนั้นมีคุณสมบัติที่แตกต่างไปจากวัสดุขนาดใหญ่โดยสิ้นเชิง และไม่สามารถอธิบายได้ด้วยคุณสมบัติของวัสดุขนาดใหญ่ชนิดใดๆ (ดู รายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่หัวข้อ วัสดุนาโน )

บางครั้งเรียกเฟสว่าสถานะของสสารแต่คำนี้อาจทำให้เกิดความสับสนกับสถานะทางเทอร์โมไดนามิกได้ ตัวอย่างเช่น ก๊าซสองชนิดที่รักษาไว้ที่ความดันต่างกันจะมีสถานะทางเทอร์โมไดนามิก ต่างกัน (ความดันต่างกัน) แต่มีเฟส เดียวกัน (ทั้งคู่เป็นก๊าซ)

ปฏิสสารคือ สสารที่ประกอบด้วยอนุภาคปฏิของอนุภาคที่เป็นองค์ประกอบของสสารปกติ หากอนุภาคและอนุภาคปฏิของมันสัมผัสกัน ทั้งสองจะทำลายล้าง กัน กล่าวคือ ทั้งสองอาจเปลี่ยนไปเป็นอนุภาคอื่นที่มีพลังงาน เท่ากัน ตามสมการของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์E = mc² ^{อนุภาค} ใหม่เหล่านี้อาจเป็น โฟตอนพลังงานสูง( รังสีแกมมา ) หรือคู่ของอนุภาค-อนุภาคปฏิอื่นๆ อนุภาคที่เกิดขึ้นจะมีพลังงานจลน์เท่ากับผลต่างระหว่างมวลนิ่งของผลผลิตจากการทำลายล้างกับมวลนิ่งของคู่ของอนุภาค-อนุภาคปฏิดั้งเดิม ซึ่งมักจะมีค่ามาก ขึ้นอยู่กับนิยามของ "สสาร" ที่นำมาใช้ ปฏิสสารอาจกล่าวได้ว่าเป็นสสารประเภทหนึ่ง หรือเป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับสสาร

ปฏิสสารไม่ได้เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติบนโลก ยกเว้นในช่วงเวลาสั้น ๆ และในปริมาณที่น้อยมากจนแทบมองไม่เห็น (อันเป็นผลจากการสลายตัวของกัมมันตรังสีฟ้าผ่าหรือรังสีคอสมิก ) ทั้งนี้เพราะปฏิสสารที่เกิดขึ้นบนโลกนอกขอบเขตของห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ที่เหมาะสม จะพบกับสสารธรรมดาที่ประกอบขึ้นเป็นโลกแทบจะในทันที และถูกทำลายล้างไป อนุภาคปฏิสสารและปฏิสสารเสถียรบางชนิด (เช่นแอนติไฮโดรเจน ) สามารถสร้างขึ้นได้ในปริมาณเล็กน้อย แต่ไม่เพียงพอที่จะทำการทดสอบคุณสมบัติทางทฤษฎีบางอย่างได้

ทั้งใน วิทยาศาสตร์และนิยายวิทยาศาสตร์มีการคาดเดากันอย่างมากว่าทำไมจักรวาลที่สังเกตได้จึงดูเหมือนเกือบทั้งหมดเป็นสสาร (ในแง่ของควาร์กและเลปตอน แต่ไม่ใช่แอนติควาร์กหรือแอนติเลปตอน) และว่าสถานที่อื่นๆ เกือบทั้งหมดเป็นปฏิสสาร (แอนติควาร์กและแอนติเลปตอน) แทนหรือไม่ ในจักรวาลยุคแรก เชื่อกันว่าสสารและปฏิสสารมีสัดส่วนเท่ากัน และการหายไปของปฏิสสารต้องอาศัยความไม่สมมาตรในกฎทางฟิสิกส์ที่เรียกว่าการละเมิดสมมาตร CP (ประจุ-พาริตี)ซึ่งสามารถหาได้จากแบบจำลองมาตรฐาน^{[ 50 ]}แต่ในขณะนี้ความไม่สมมาตร ที่เห็นได้ชัด ของสสารและปฏิสสารในจักรวาลที่มองเห็นได้เป็นหนึ่งในปัญหาใหญ่ที่ยังไม่ได้รับการแก้ไขในฟิสิกส์ กระบวนการที่เป็นไปได้ที่ทำให้เกิดสิ่งนี้ขึ้นจะ ได้ รับการสำรวจในรายละเอียดเพิ่มเติมภายใต้baryogenesis

ตามหลักการแล้ว อนุภาคปฏิสสารสามารถกำหนดได้ด้วยเลขแบริออนหรือเลขเลปตอน ที่เป็นลบ ในขณะที่อนุภาคสสาร "ปกติ" (ที่ไม่ใช่ปฏิสสาร) จะมีเลขแบริออนหรือเลขเลปตอนที่เป็นบวก^{[ 51 ]}อนุภาคทั้งสองประเภทนี้เป็นคู่ปฏิสสารซึ่งกันและกัน

ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2560 นักวิทยาศาสตร์รายงานหลักฐานเพิ่มเติมว่าสสารและปฏิสสารซึ่งเกิดขึ้นอย่างเท่าเทียมกันในบิ๊กแบงนั้นเหมือนกัน ควรจะทำลายล้างซึ่งกันและกันอย่างสมบูรณ์ และเป็นผลให้จักรวาลไม่ควรมีอยู่^{[ 52 ]}นี่หมายความว่าต้องมีบางสิ่งบางอย่างที่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่รู้จัก ซึ่งอาจจะหยุดยั้งการทำลายล้างซึ่งกันและกันอย่างสมบูรณ์ของสสารและปฏิสสารในจักรวาลที่กำลังก่อตัวในช่วงแรก หรือทำให้เกิดความไม่สมดุลระหว่างสองรูปแบบนี้

ในแบบจำลองมาตรฐานมีปริมาณสองอย่างที่สามารถกำหนดปริมาณของสสารในแง่ของควาร์ก-เลปตอน (และปฏิสสารในแง่ของแอนติควาร์ก-แอนติเลปตอน) ได้แก่ เลขแบริออนและเลข เลปตอน ซึ่งทั้งสองปริมาณ นี้ได้ รับ การอนุรักษ์ ไว้ แบริออนเช่น โปรตอนหรือนิวตรอน มีเลขแบริออนเท่ากับหนึ่ง และควาร์ก เนื่องจากมีสามตัวในแบริออน จึงมีเลขแบริออนเท่ากับ 1/3 ดังนั้น ปริมาณสุทธิของสสาร ซึ่งวัดจากจำนวนควาร์ก (ลบด้วยจำนวนแอนติควาร์ก ซึ่งแต่ละตัวมีเลขแบริออนเท่ากับ -1/3) ซึ่งเป็นสัดส่วนกับเลขแบริออน และจำนวนเลปตอน (ลบด้วยแอนติเลปตอน) ซึ่งเรียกว่าเลขเลปตอน จึงแทบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะเปลี่ยนแปลงในกระบวนการใดๆ แม้แต่ในระเบิดนิวเคลียร์ ก็ไม่มีอนุภาคแบริออน (โปรตอนและนิวตรอนซึ่งเป็นส่วนประกอบของนิวเคลียสอะตอม) ถูกทำลายไป จำนวนแบริออนหลังปฏิกิริยายังคงเท่าเดิม ดังนั้นจึงไม่มีอนุภาคสสารใดถูกทำลายไปจริง ๆ และไม่มีอนุภาคใดเปลี่ยนไปเป็นอนุภาคที่ไม่ใช่สสาร (เช่น โฟตอนของแสงหรือรังสี) แต่ พลังงานยึดเหนี่ยว ของนิวเคลียร์ (และอาจรวมถึงพลังงานยึดเหนี่ยวของสี)จะถูกปล่อยออกมา เนื่องจากแบริออนเหล่านี้จะถูกยึดเหนี่ยวเข้าด้วยกันเป็นนิวเคลียสขนาดกลางที่มีพลังงาน (และมวล) ต่อหนึ่งนิวคลีออนน้อยกว่านิวเคลียสขนาดเล็ก (ไฮโดรเจน) และขนาดใหญ่ (พลูโตเนียม เป็นต้น) เดิม แม้แต่ในการทำลายล้างของอิเล็กตรอนและโพซิตรอนก็ไม่มีสสารสุทธิถูกทำลายไป เพราะก่อนการทำลายล้างนั้นมีสสารสุทธิเป็นศูนย์ (จำนวนเลปตอนและแบริออนรวมเป็นศูนย์) อยู่แล้ว เลปตอนหนึ่งตัวลบด้วยแอนติเลปตอนหนึ่งตัวเท่ากับจำนวนเลปตอนสุทธิเป็นศูนย์ และปริมาณสสารสุทธิจะไม่เปลี่ยนแปลง เพราะมันยังคงเป็นศูนย์หลังจากการทำลายล้าง^{[ 53 ]}

กล่าวโดยสรุป สสารตามที่นิยามไว้ในฟิสิกส์ หมายถึง แบริออนและเลปตอน ปริมาณของสสารถูกกำหนดโดยจำนวนแบริออนและเลปตอน แบริออนและเลปตอนสามารถถูกสร้างขึ้นได้ แต่การสร้างนั้นจะมาพร้อมกับแอนติแบริออนหรือแอนติเลปตอน และพวกมันสามารถถูกทำลายได้โดยการทำลายล้างกับแอนติแบริออนหรือแอนติเลปตอน เนื่องจากแอนติแบริออน/แอนติเลปตอนมีจำนวนแบริออน/เลปตอนเป็นลบ จำนวนแบริออน/เลปตอนโดยรวมจึงไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นสสารจึงถูกอนุรักษ์ไว้ อย่างไรก็ตาม แบริออน/เลปตอนและแอนติแบริออน/แอนติเลปตอนทั้งหมดมีมวลเป็นบวก ดังนั้นมวลรวมจึงไม่ถูกอนุรักษ์ไว้ นอกจากนี้ นอกเหนือจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ตามธรรมชาติหรือที่มนุษย์สร้างขึ้นแล้ว แทบจะไม่มีปฏิสสารใดๆ อยู่ในจักรวาลโดยทั่วไป (ดูความไม่สมมาตรของแบริออนและการเกิดเลปตอน ) ดังนั้นการทำลายล้างของอนุภาคจึงเกิดขึ้นได้ยากในสภาวะปกติ

สสารธรรมดา ตามคำจำกัดความของควาร์กและเลปตอน คิดเป็นประมาณ 4% ของพลังงานของเอกภพที่สังเกตได้พลังงานที่เหลือนั้นเชื่อกันว่าเกิดจากรูปแบบที่แปลกใหม่ ซึ่ง 23% เป็นสสารมืด^{[ 55 ] [ 56 ]}และ 73% เป็นพลังงานมืด^{[ 57 ] [ 58 ]}

ในฟิสิกส์ดาราศาสตร์และจักรวาลวิทยาสสารมืดคือสสารที่มีองค์ประกอบที่ไม่ทราบแน่ชัด ซึ่งไม่ปล่อยหรือสะท้อนรังสีแม่เหล็กไฟฟ้ามากพอที่จะสังเกตได้โดยตรง แต่สามารถอนุมานการมีอยู่ของมันได้จากผลกระทบของแรงโน้มถ่วงต่อสสารที่มองเห็น ได้ ^{[ 69 ] [ 70 ]}หลักฐานจากการสังเกตของเอกภพยุคแรกและ ทฤษฎี บิ๊กแบงต้องการให้สสารนี้มีพลังงานและมวล แต่ไม่ได้ประกอบด้วยแบริออนธรรมดา (โปรตอนและนิวตรอน) มุมมองที่ยอมรับกันโดยทั่วไปคือสสารมืดส่วนใหญ่ไม่ใช่แบริออน [ ^{69 ] ดังนั้น}จึงประกอบด้วยอนุภาคที่ยังไม่ได้รับการสังเกตในห้องปฏิบัติการ บางทีพวกมันอาจเป็นอนุภาคซูเปอร์สมมาตร [ ^{71 ]}ซึ่งไม่ใช่ อนุภาค ของแบบจำลองมาตรฐาน แต่เป็นซากที่ก่อตัวขึ้นที่พลังงานสูงมากในระยะ ^แรกของเอกภพและยังคงลอยอยู่^{[ 69 ]}

ในจักรวาลวิทยาพลังงานมืดเป็นชื่อที่ใช้เรียกแหล่งกำเนิดอิทธิพลผลักดันที่เร่งอัตราการขยายตัวของจักรวาลปัจจุบันธรรมชาติที่แท้จริงของมันยังคงเป็นปริศนา แม้ว่าผลกระทบของมันสามารถจำลองได้อย่างสมเหตุสมผลโดยการกำหนดคุณสมบัติคล้ายสสาร เช่น ความหนาแน่นของพลังงานและความดันให้กับสุญญากาศเอง^{[ 72 ] [ 73 ]}

ดูเหมือนว่า 70% ของความหนาแน่นของสสารในจักรวาลจะอยู่ในรูปของพลังงานมืด 26% เป็นสสารมืด มีเพียง 4% เท่านั้นที่เป็นสสารธรรมดา ดังนั้น น้อยกว่า 1 ส่วนใน 20 ส่วนเท่านั้นที่เป็นสสารที่เราได้สังเกตจากการทดลองหรืออธิบายไว้ในแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาค ส่วนอีก 96% ที่เหลือ นอกเหนือจากคุณสมบัติที่กล่าวมาแล้ว เรายังไม่รู้อะไรเลย

สสารแปลกประหลาดเป็นแนวคิดหนึ่งในฟิสิกส์อนุภาคซึ่งอาจรวมถึงสสารมืดและพลังงานมืด แต่ยังครอบคลุมไปถึงวัสดุสมมุติใดๆ ที่ขัดแย้งกับคุณสมบัติอย่างน้อยหนึ่งข้อของสสารที่เรารู้จัก วัสดุบางชนิดอาจมีคุณสมบัติสมมุติ เช่นมวล ลบ

แนวคิดสมัยใหม่เกี่ยวกับสสารได้รับการปรับปรุงแก้ไขหลายครั้งในประวัติศาสตร์ โดยคำนึงถึงความรู้ที่เพิ่มขึ้นเกี่ยวกับองค์ประกอบพื้นฐานและปฏิสัมพันธ์ระหว่างกัน คำว่า "สสาร" ถูกใช้ในฟิสิกส์ในบริบทที่หลากหลาย ตัวอย่างเช่น มีการกล่าวถึง " ฟิสิกส์สสารควบแน่น " ^{[ 74 ]} "สสารพื้นฐาน" ^{[ 75 ]} " สสาร อนุภาค " "สสารมืด " "สสารปฏิ " " สสาร แปลก " และ " สสาร นิวเคลียร์ " ในการอภิปรายเกี่ยวกับสสารและปฏิสสาร Alfvénได้กล่าวถึง สสาร ว่าkoinomatter (ภาษากรีกสสารทั่วไป ) ^{[ 76 ]}ในฟิสิกส์ไม่มีฉันทามติที่กว้างขวางเกี่ยวกับคำจำกัดความทั่วไปของสสาร และคำว่า "สสาร" มักใช้ร่วมกับตัวดัดแปลงที่ระบุเฉพาะ

ประวัติศาสตร์ของแนวคิดเรื่องสสารคือประวัติศาสตร์ของมาตราส่วนความยาว พื้นฐาน ที่ใช้ในการกำหนดสสาร มีการใช้ส่วนประกอบที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับว่าเรากำหนดสสารในระดับอะตอมหรือระดับอนุภาคพื้นฐาน เราอาจใช้คำจำกัดความว่าสสารคืออะตอม หรือว่าสสารคือแฮดรอนหรือว่าสสารคือเลปตอนและควาร์ก ขึ้นอยู่กับมาตราส่วนที่เราใช้ในการกำหนดสสาร^{[ 77 ]}

ในอินเดียโบราณประเพณีปรัชญาของพุทธศาสนา ฮินดู และเชน ต่างก็ตั้งสมมติฐานว่าสสารประกอบด้วยอะตอม( paramanu , pudgala )ซึ่ง"เป็นนิรันดร์ ทำลายไม่ได้ ไม่มีส่วนประกอบ และมีจำนวนนับไม่ถ้วน" และอะตอมเหล่านี้จะรวมตัวหรือแยกตัวออกจากกันเพื่อสร้างสสารที่ซับซ้อนมากขึ้นตามกฎของธรรมชาติ [ ^{6 ] พวก}เขาได้เชื่อมโยงแนวคิดเรื่องจิตวิญญาณ หรือการไม่มีจิตวิญญาณ เข้ากับทฤษฎีของสสาร ผู้พัฒนาและผู้ปกป้องทฤษฎีนี้ที่แข็งแกร่งที่สุดคือ สำนัก Nyaya - VaisheshikaโดยแนวคิดของนักปรัชญาชาวอินเดียKanadaเป็นที่แพร่หลายมากที่สุด^{[ 6 ] [ 7 ]}นักปรัชญาพุทธศาสนายังได้พัฒนาแนวคิดเหล่านี้ในช่วงปลายสหัสวรรษที่ 1 คริสต์ศักราช ซึ่งเป็นแนวคิดที่คล้ายกับสำนัก Vaisheshika แต่ไม่ได้รวมถึงจิตวิญญาณหรือมโนธรรม^{[ 6 ]}นักปรัชญาเชนได้รวมจิตวิญญาณ ( jiva ) เข้าไปด้วย โดยเพิ่มคุณสมบัติเช่น รสชาติ กลิ่น สัมผัส และสีให้กับอะตอมแต่ละอะตอม^{[ 78 ]}พวกเขาขยายแนวคิดที่พบในวรรณกรรมยุคแรกของชาวฮินดูและชาวพุทธโดยเพิ่มว่าอะตอมมีทั้งแบบชื้นและแบบแห้ง และคุณสมบัตินี้ทำให้สสารยึดเกาะกัน พวกเขายังเสนอความเป็นไปได้ที่อะตอมจะรวมตัวกันเนื่องจากแรงดึงดูดของสิ่งที่ตรงข้ามกัน และวิญญาณจะยึดติดกับอะตอมเหล่านี้ เปลี่ยนแปลงไปพร้อมกับกรรมตกค้างและเกิดใหม่ในแต่ละชาติภพ^{[ 6 ]}

ในสมัยกรีกโบราณนักปรัชญาก่อนยุคโสกราตีสได้คาดเดาถึงธรรมชาติพื้นฐานของโลกที่มองเห็นได้ธาเลส (ประมาณ 624 ปีก่อนคริสตกาล – ประมาณ 546 ปีก่อนคริสตกาล) ถือว่าน้ำเป็นสสารพื้นฐานของโลกอนาซิแมนเดอร์ (ประมาณ 610 ปีก่อนคริสตกาล – ประมาณ 546 ปีก่อนคริสตกาล) ตั้งสมมติฐานว่าสสารพื้นฐานนั้นไร้ลักษณะหรือไร้ขีดจำกัดโดยสิ้นเชิง นั่นคือ อนันต์ ( apeiron ) อนาซิเมเนส (มีชีวิตอยู่ในช่วง 585 ปีก่อนคริสตกาล เสียชีวิต 528 ปีก่อนคริสตกาล) ตั้งสมมติฐานว่าสสารพื้นฐานคือพนูมาหรืออากาศเฮราคลิตัส (ประมาณ 535 ปีก่อนคริสตกาล – ประมาณ 475 ปีก่อนคริสตกาล) ดูเหมือนจะกล่าวว่าธาตุพื้นฐานคือไฟ แม้ว่าบางทีเขาอาจหมายความว่าทุกสิ่งล้วนเปลี่ยนแปลงเอมเปโดคลีส (ประมาณ 490–430 ปีก่อนคริสตกาล) กล่าวถึง ธาตุสี่อย่างที่ประกอบกันเป็นทุกสิ่ง ได้แก่ ดิน น้ำ อากาศ และไฟ^{[ 79 ]}ในขณะเดียวกันปาร์เมนิดส์แย้งว่าการเปลี่ยนแปลงไม่มีอยู่จริง และเดโมคริตุสแย้งว่าทุกสิ่งประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กที่ไม่มีปฏิกิริยาใดๆ ที่มีรูปร่างต่างๆ เรียกว่าอะตอม ซึ่งเป็นปรัชญาที่เรียกว่าอะตอมนิยมแนวคิดเหล่านี้ล้วนมีปัญหาทางปรัชญาที่ลึกซึ้ง^{[ 80 ]}

อริสโตเติล (384 ปีก่อนคริสตกาล – 322 ปีก่อนคริสตกาล) เป็นคนแรกที่วางแนวคิดนี้บนพื้นฐานทางปรัชญาที่ถูกต้อง ซึ่งเขาทำในปรัชญาธรรมชาติของเขา โดยเฉพาะในหนังสือฟิสิกส์ เล่มที่ 1 ^{[ 81 ]} เขาถือว่า ธาตุทั้งสี่ของเอมเปโดคลีสเป็นสมมติฐานที่สมเหตุสมผลแต่เพิ่มธาตุที่ห้าคืออีเธอร์อย่างไรก็ตาม ธาตุเหล่านี้ไม่ใช่ธาตุพื้นฐานในความคิดของอริสโตเติล แต่พวกมัน เช่นเดียวกับทุกสิ่งทุกอย่างในโลกที่มองเห็นได้ ล้วนประกอบขึ้นจากหลักการ พื้นฐาน คือสสารและรูปแบบ

สำหรับนิยามของสสารในความคิดของผมนั้น ก็คือ สสารเป็นพื้นฐานหลักของทุกสิ่ง เป็นที่มาของสิ่งนั้นโดยไม่มีเงื่อนไข และยังคงปรากฏอยู่ในผลลัพธ์นั้น

คำที่อริสโตเติลใช้สำหรับสสารὕλη ( hyleหรือhule )สามารถแปลตรงตัวได้ว่าไม้หรือท่อนซุง นั่นคือ "วัตถุดิบ" สำหรับการก่อสร้าง^{[ 82 ]}อันที่จริง แนวคิดเรื่องสสารของอริสโตเติลนั้นเชื่อมโยงโดยเนื้อแท้กับสิ่งที่ถูกสร้างขึ้นหรือประกอบขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง ตรงกันข้ามกับแนวคิดสมัยใหม่ตอนต้นที่มองว่าสสารเป็นเพียงสิ่งที่ครอบครองพื้นที่ สสารสำหรับอริสโตเติลนั้นเชื่อมโยงกับกระบวนการหรือการเปลี่ยนแปลงในเชิงนิยาม สสารคือสิ่งที่อยู่เบื้องหลังการเปลี่ยนแปลงของสาร ตัวอย่างเช่น ม้ากินหญ้า ม้าเปลี่ยนหญ้าให้กลายเป็นตัวมันเอง หญ้าในตัวมันเองไม่ได้คงอยู่ในม้า แต่บางแง่มุมของมัน—สสารของมัน—ยังคงอยู่ สสารไม่ได้ถูกอธิบายอย่างเฉพาะเจาะจง (เช่นอะตอม ) แต่ประกอบด้วยสิ่งใดก็ตามที่คงอยู่ในการเปลี่ยนแปลงของสารจากหญ้าไปเป็นม้า สสารในความเข้าใจนี้ไม่ได้มีอยู่โดยอิสระ (เช่น ในฐานะสาร ) แต่มีอยู่โดยพึ่งพาซึ่งกันและกัน (เช่น ในฐานะ "หลักการ") กับรูปแบบและเฉพาะในส่วนที่อยู่เบื้องหลังการเปลี่ยนแปลงเท่านั้น อาจเป็นประโยชน์ที่จะนึกถึงความสัมพันธ์ระหว่างสสารและรูปแบบในลักษณะที่คล้ายคลึงกับความสัมพันธ์ระหว่างส่วนย่อยและส่วนรวม สำหรับอริสโตเติล สสารในตัวมันเองสามารถรับความเป็นจริงได้จากรูปแบบเท่านั้น สสารไม่มีการกระทำหรือความเป็นจริงในตัวของมันเอง คล้ายกับวิธีที่ส่วนย่อยในตัวมันเองมีอยู่ได้ก็ต่อเมื่ออยู่ในส่วนรวมเท่านั้น (มิฉะนั้นส่วนย่อยเหล่านั้นจะเป็นส่วนรวมที่แยกจากกัน)

เรเน่ เดส์การ์ต (ค.ศ. 1596–1650) นักปรัชญาชาวฝรั่งเศสเป็นผู้ริเริ่มแนวคิดสมัยใหม่เกี่ยวกับสสาร เขาเป็นนักเรขาคณิตเป็นหลัก แตกต่างจากอริสโตเติลที่อนุมานการมีอยู่ของสสารจากความเป็นจริงทางกายภาพของการเปลี่ยนแปลง เดส์การ์ตกลับตั้งสมมติฐานโดยพลการว่าสสารเป็นสารนามธรรมทางคณิตศาสตร์ที่ครอบครองพื้นที่:

ดังนั้น การขยายตัวในแนวยาว แนวกว้าง และแนวลึก จึงเป็นองค์ประกอบธรรมชาติของสสารทางกายภาพ และความคิดก็เป็นองค์ประกอบธรรมชาติของสสารแห่งความคิด และทุกสิ่งทุกอย่างอื่นที่สามารถนำมาประกอบกับกายได้นั้น ล้วนตั้งอยู่บนพื้นฐานของการขยายตัว และเป็นเพียงรูปแบบหนึ่งของสิ่งที่มีการขยายตัวเท่านั้น

สำหรับเดส์การ์ต สสารมีคุณสมบัติเพียงแค่การขยายตัว ดังนั้นกิจกรรมเดียวของมันนอกเหนือจากการเคลื่อนที่คือการกีดกันวัตถุอื่น ๆ^{[ 84 ]}นี่คือปรัชญาเชิงกลเดส์การ์ตแยกแยะความแตกต่างอย่างเด็ดขาดระหว่างจิตใจ ซึ่งเขานิยามว่าเป็นสารที่ไม่มีการขยายตัวและคิดได้ กับสสาร ซึ่งเขานิยามว่าเป็นสารที่ไม่มีความคิดและขยายตัวได้^{[ 85 ]}พวกมันเป็นสิ่งที่เป็นอิสระต่อกัน ในทางตรงกันข้าม อริสโตเติลนิยามสสารและหลักการที่เป็นรูปธรรม/การก่อตัวว่าเป็นหลักการ เสริมกัน ที่ประกอบกันเป็นสิ่งที่เป็นอิสระหนึ่งเดียว ( สาร ) กล่าวโดยสรุป อริสโตเติลนิยามสสาร (โดยคร่าว ๆ) ว่าเป็นสิ่งที่สิ่งต่าง ๆ ถูกสร้างขึ้นจริง ๆ (โดยมีศักยภาพในการดำรงอยู่ที่เป็นอิสระ) แต่เดส์การ์ตยกระดับสสารให้เป็นสิ่งที่เป็นอิสระอย่างแท้จริงในตัวมันเอง

ความต่อเนื่องและความแตกต่างระหว่างแนวคิดของเดส์การ์ตและอริสโตเติลนั้นน่าสังเกต ในแนวคิดทั้งสอง สสารเป็นสิ่งที่ไม่เคลื่อนไหวหรือไม่เฉื่อยชา ในแนวคิดแต่ละแบบ สสารมีความสัมพันธ์ที่แตกต่างกันกับสติปัญญา สำหรับอริสโตเติล สสารและสติปัญญา (รูปแบบ) ดำรงอยู่ร่วมกันในความสัมพันธ์ที่พึ่งพาซึ่งกันและกัน ในขณะที่สำหรับเดส์การ์ต สสารและสติปัญญา (จิตใจ) เป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกันในเชิงนิยาม เป็นสารอิสระ^{[ 86 ]}

เหตุผลของเดส์การ์ตในการจำกัดคุณสมบัติที่แท้จริงของสสารไว้ที่ขนาดคือความคงอยู่ แต่เกณฑ์ที่แท้จริงของเขาไม่ใช่ความคงอยู่ (ซึ่งใช้ได้กับสีและความต้านทานเช่นกัน) แต่เป็นความปรารถนาของเขาที่จะใช้เรขาคณิตเพื่ออธิบายคุณสมบัติของสสารทั้งหมด^{[ 87 ]}เช่นเดียวกับเดส์การ์ต ฮอบส์ บอยล์ และล็อค ต่างก็โต้แย้งว่าคุณสมบัติที่แท้จริงของสสารถูกจำกัดไว้ที่ขนาด และคุณสมบัติที่เรียกว่าคุณสมบัติรอง เช่น สี เป็นเพียงผลผลิตของการรับรู้ของมนุษย์เท่านั้น^{[ 88 ]}

ไอแซค นิวตัน (1643–1727) นักปรัชญาชาวอังกฤษได้รับสืบทอดแนวคิดเชิงกลของสสารจากเดส์การ์ต ในข้อที่สามของ "กฎแห่งการให้เหตุผลในปรัชญา" นิวตันได้ระบุคุณสมบัติสากลของสสารไว้ว่าคือ "การขยายตัว ความแข็ง ความไม่สามารถทะลุผ่านได้ การเคลื่อนที่ และความเฉื่อย" ^{[ 89 ]}ในทำนองเดียวกัน ในหนังสือ Opticsเขาสันนิษฐานว่าพระเจ้าทรงสร้างสสารให้เป็น "อนุภาคที่เป็นของแข็ง มีมวล แข็ง ไม่สามารถทะลุผ่านได้ และเคลื่อนที่ได้" ซึ่ง "...แข็งมากจนไม่สึกหรอหรือแตกเป็นชิ้นๆ" ^{[ 90 ]}คุณสมบัติ "หลัก" ของสสารนั้นสามารถอธิบายได้ด้วยคณิตศาสตร์ ซึ่งแตกต่างจากคุณสมบัติ "รอง" เช่น สีหรือรสชาติ เช่นเดียวกับเดส์การ์ต นิวตันปฏิเสธธรรมชาติที่แท้จริงของคุณสมบัติรอง^{[ 91 ]}

นิวตันพัฒนาแนวคิดเรื่องสสารของเดส์การ์ตโดยคืนคุณสมบัติที่แท้จริงของสสาร นอกเหนือจากขนาด (อย่างน้อยก็ในขอบเขตจำกัด) เช่น มวล การใช้แรงโน้มถ่วงของนิวตัน ซึ่งทำงาน "ในระยะไกล" ได้ปฏิเสธกลศาสตร์ของเดส์การ์ตอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งปฏิสัมพันธ์เกิดขึ้นโดยการสัมผัสเท่านั้น^{[ 92 ]}

แม้ว่าแรงโน้มถ่วงของนิวตันดูเหมือนจะเป็นพลังของวัตถุ แต่นิวตันเองก็ไม่ได้ยอมรับว่าเป็น คุณสมบัติ ที่สำคัญ ของสสาร โจเซฟ พรีสต์ลีย์ (1733–1804) ได้นำตรรกะนี้ไปใช้อย่างสม่ำเสมอมากขึ้นโดยโต้แย้งว่าคุณสมบัติของสสารนั้นเหนือกว่ากลศาสตร์การสัมผัส: คุณสมบัติทางเคมีต้องอาศัยความสามารถในการดึงดูด^{[ 92 ]}เขาโต้แย้งว่าสสารมีพลังโดยกำเนิดอื่นๆ นอกเหนือจากคุณสมบัติหลักที่เรียกว่าของเดส์การ์ตและคนอื่นๆ^{[ 93 ]}

นับตั้งแต่สมัยของพรีสต์ลีย์ ความรู้เกี่ยวกับองค์ประกอบของโลกวัตถุ (เช่น โมเลกุล อะตอม อนุภาคย่อยอะตอม) ได้ขยายตัวอย่างมาก ในศตวรรษที่ 19 หลังจากการพัฒนาตารางธาตุและทฤษฎีอะตอมอะตอมถูกมองว่าเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของสสาร อะตอมก่อตัว^เป็นโมเลกุลและสารประกอบ^{[ 94} ]

นิยามทั่วไปของสสารในแง่ของการครอบครองพื้นที่และการมีมวลนั้น ขัดแย้งกับนิยามทางฟิสิกส์และเคมีส่วนใหญ่ของสสาร ซึ่งอาศัยโครงสร้างและคุณสมบัติที่ไม่จำเป็นต้องเกี่ยวข้องกับปริมาตรและมวลแทน ในช่วงต้นศตวรรษที่สิบเก้า ความรู้เกี่ยวกับสสารเริ่มมีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว

แง่มุมของมุมมองแบบนิวตันยังคงมีอิทธิพลเจมส์ คลาร์ก แม็กซ์เวลล์ได้กล่าวถึงสสารในงานเขียนเรื่อง Matter and Motion ของเขา[ 95 ^{]เขาแยก} "สสาร" ออกจากอวกาศและเวลาอย่างระมัดระวัง และกำหนดความหมายของมันโดยอ้างอิงจากวัตถุที่กล่าวถึงในกฎการเคลื่อนที่ข้อแรกของนิวตัน

อย่างไรก็ตาม ภาพแบบนิวตันไม่ได้ครอบคลุมเรื่องราวทั้งหมด ในศตวรรษที่ 19 คำว่า "สสาร" ได้รับการถกเถียงกันอย่างกว้างขวางโดยนักวิทยาศาสตร์และนักปรัชญาจำนวนมาก และโครงร่างโดยย่อสามารถพบได้ใน Levere ^{[ 96 ]} การอภิปราย ในตำราเรียนเล่มหนึ่งจากปี พ.ศ. 2313 ชี้ให้เห็นว่าสสารคือสิ่งที่ประกอบขึ้นจากอะตอม: ^{[ 97 ]}

ในทางวิทยาศาสตร์ สสารถูกแบ่งออกออกเป็น 3 ส่วน คือ มวล โมเลกุล และอะตอม มวลคือ สสารส่วนใดส่วนหนึ่งที่สามารถรับรู้ได้ด้วยประสาทสัมผัสโมเลกุล คือ อนุภาคที่เล็กที่สุดของสสารที่สามารถแบ่งออกจากวัตถุได้โดยไม่สูญเสียเอกลักษณ์เดิมอะตอม คือ อนุภาคที่เล็กลงไปอีก ซึ่งเกิดจากการแบ่งตัวของโมเลกุล

แทนที่จะมีเพียงคุณสมบัติของมวลและการครอบครองพื้นที่ สสารถูกมองว่ามีคุณสมบัติทางเคมีและไฟฟ้า ในปี พ.ศ. 2452 นักฟิสิกส์ชื่อดังเจ.เจ. ทอมสัน (พ.ศ. 2499-2483) ได้เขียนเกี่ยวกับ "องค์ประกอบของสสาร" และมีความกังวลเกี่ยวกับความเชื่อมโยงที่เป็นไปได้ระหว่างสสารและประจุไฟฟ้า^{[ 98 ]}

ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 ด้วยการค้นพบอิเล็กตรอนและในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ด้วยการทดลองของไกเกอร์-มาร์สเดนที่ค้นพบนิวเคลียสของอะตอมและการกำเนิดของฟิสิกส์อนุภาคทำให้สสารถูกมองว่าประกอบด้วยอิเล็กตรอนโปรตอนและนิวตรอนที่ทำปฏิกิริยากันเพื่อสร้างอะตอม จากนั้นจึงมีการพัฒนาวรรณกรรมทั้งหมดเกี่ยวกับ "โครงสร้างของสสาร" ตั้งแต่ "โครงสร้างทางไฟฟ้า" ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ^{[ 99 ]}ไปจนถึง "โครงสร้างควาร์กของสสาร" ที่เพิ่งเกิดขึ้นไม่นาน ซึ่งเจคอบได้นำเสนอตั้งแต่ปี 1992 พร้อมกับข้อสังเกตว่า "การทำความเข้าใจโครงสร้างควาร์กของสสารเป็นหนึ่งในความก้าวหน้าที่สำคัญที่สุดในฟิสิกส์ร่วมสมัย" ^{[ 100 ]}ในเรื่องนี้ นักฟิสิกส์พูดถึงสนามสสารและพูดถึงอนุภาคว่าเป็น "การกระตุ้นควอนตัมของโหมดของสนามสสาร" ^{[ 9 ] [ 10 ]}และนี่คือคำกล่าวจาก de Sabbata และ Gasperini: "ในบริบทนี้ คำว่า 'สสาร' หมายถึงแหล่งที่มาของปฏิสัมพันธ์ นั่นคือฟิลด์สปินเนอร์ (เช่นควาร์กและเลปตอน ) ซึ่งเชื่อกันว่าเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของสสาร หรือฟิลด์สเกลาร์เช่นอนุภาคฮิกส์ซึ่งใช้ในการแนะนำมวลในทฤษฎีเกจ (และอย่างไรก็ตาม อาจประกอบด้วยฟิลด์เฟอร์มิออน พื้นฐานมากกว่า )" ^{[ 101 ]}

อย่างไรก็ตาม โปรตอนและนิวตรอนไม่ได้แบ่งแยกไม่ได้: พวกมันสามารถแบ่งออกเป็นควาร์กได้และอิเล็กตรอนเป็นส่วนหนึ่งของตระกูลอนุภาคที่เรียกว่าเลปตอนทั้งควาร์กและเลปตอนเป็นอนุภาคพื้นฐานและในปี 2547 ผู้เขียนตำราเรียนระดับปริญญาตรีมองว่าเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของสสาร^{[ 102 ]}

ควาร์ก และเลปตอนเหล่านี้มีปฏิสัมพันธ์กันผ่านแรงพื้นฐาน สี่ประการ ได้แก่แรงโน้ม ถ่วง แรงแม่เหล็กไฟฟ้าปฏิสัมพันธ์แบบอ่อนและปฏิสัมพันธ์แบบแรงแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาคเป็นคำอธิบายที่ดีที่สุดสำหรับฟิสิกส์ทั้งหมดในปัจจุบัน แต่ถึงแม้จะมีความพยายามมาหลายทศวรรษ แรงโน้มถ่วงก็ยังไม่สามารถอธิบายได้ในระดับควอนตัม มันถูกอธิบายโดยฟิสิกส์คลาสสิก เท่านั้น (ดูแรงโน้มถ่วงควอนตัมและกราวิตอน ) ^{[ 103 ]}ซึ่งสร้างความผิดหวังให้กับนักทฤษฎีอย่างสตีเฟน ฮอว์คิงปฏิสัมพันธ์ระหว่างควาร์กและเลปตอนเป็นผลมาจากการแลกเปลี่ยนอนุภาคที่นำพาแรงเช่นโฟตอนระหว่างควาร์กและเลปตอน^{[ 104 ]}อนุภาคที่นำพาแรงนั้นไม่ใช่ส่วนประกอบพื้นฐาน ผลที่ตามมาประการหนึ่งคือ มวลและพลังงาน (ซึ่งตามความรู้ในปัจจุบันของเรายังไม่สามารถสร้างหรือทำลายได้) จึงไม่สามารถสัมพันธ์กับสสารได้เสมอไป (ซึ่งสามารถสร้างขึ้นจากอนุภาคที่ไม่ใช่สสาร เช่น โฟตอน หรือแม้กระทั่งจากพลังงานบริสุทธิ์ เช่น พลังงานจลน์) โดยทั่วไปแล้ว ตัวกลางของแรงจะไม่ถือว่าเป็นสสาร: ตัวกลางของแรงไฟฟ้า (โฟตอน) มีพลังงาน (ดูความสัมพันธ์ของพลังค์ ) และตัวกลางของแรงอ่อน ( โบซอน W และ Z ) มีมวล แต่ทั้งสองอย่างก็ไม่ถือว่าเป็นสสารเช่นกัน^{[ 105 ]}อย่างไรก็ตาม แม้ว่าควอนตัมเหล่านี้จะไม่ถือว่าเป็นสสาร แต่พวกมันก็มีส่วนช่วยในมวลรวมของอะตอม อนุภาคย่อยอะตอมและระบบทั้งหมดที่ประกอบด้วยพวกมัน^{[ 106 ] [ 107 ]}

• ลิเลียน ฮอดเดสัน; ไมเคิล ริออร์แดน, บรรณาธิการ (1997). การกำเนิดของแบบจำลองมาตรฐาน . สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์. ISBN 978-0-521-57816-5.
• ทิโมธี พอล สมิธ (2004). "การค้นหาควาร์กในสสารธรรมดา" . โลกที่ซ่อนเร้น . สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน. ISBN 978-0-691-05773-6.
• Harald Fritzsch (2005). อนุภาคพื้นฐาน: หน่วยพื้นฐานของสสาร . World Scientific. หน้า  1.รหัสบรรณานุกรม : 2005epbb.book.....F . ISBN 978-981-256-141-1.
• เบอร์แทรนด์ รัสเซลล์ (1992). "ปรัชญาแห่งสสาร" . การวิเคราะห์เชิงวิพากษ์ปรัชญาของไลบ์นิซ (พิมพ์ซ้ำจากฉบับพิมพ์ครั้งที่ 2 ปี 1937). รูทเลดจ์. หน้า 88. ISBN 978-0-415-08296-9.
• Stephen Toulmin และ June Goodfield, The Architecture of Matter (ชิคาโก: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยชิคาโก, 1962)
• ริชาร์ด เจ. คอนเนลล์, สสารและการเกิดขึ้น (ชิคาโก: สำนักพิมพ์เดอะไพรออรี, 1966)
• เออร์แนน แมคมัลลิน , แนวคิดเรื่องสสารในปรัชญากรีกและยุคกลาง (นอเทรอดาม อินเดียนา: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยนอเทรอดาม, 1965)
• เออร์แนน แมคมัลลิน , แนวคิดเรื่องสสารในปรัชญาสมัยใหม่ (นอเทรอดาม, อินเดียนา: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยนอเทรอดาม, 1978)

Wikiquote มีคำคมที่เกี่ยวข้องกับเรื่องราวต่างๆ

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับเรื่องสสาร

• โมดูลการเรียนรู้เชิงวิสัยทัศน์เกี่ยวกับสสาร
• สสารในจักรวาลมีสสารอยู่มากแค่ไหนในจักรวาล?
• นาซาค้นพบแกนกลางของดาวนิวตรอนที่มีสภาพเป็นของไหลยิ่งยวด
• สสารและพลังงาน: การแบ่งแยกที่ผิดพลาด – บทสนทนาเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์กับนักฟิสิกส์ทฤษฎีแมตต์ สตราสเลอร์