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La fisica (termine che deriva dal latino physica, "natura" a sua volta derivante dal greco (τὰ) φυσικά ((tà) physiká), "(le) cose naturali", nato da φύσις (phýsis), entrambi derivati dall'origine comune indoeuropea) è la scienza della natura nel senso più ampio. Nata con lo scopo di studiare i fenomeni naturali, ossia tutti gli eventi che possono essere descritti, ovvero quantificati o misurati, attraverso grandezze fisiche opportune, al fine di stabilire principi e leggi che regolano le interazioni tra le grandezze stesse e le loro variazioni, mediante astrazioni matematiche, quest'obiettivo è raggiunto attraverso l'applicazione rigorosa del metodo scientifico, il cui scopo ultimo è fornire uno schema semplificato, o modello, del fenomeno descritto: l'insieme di principi e leggi fisiche relative a una certa classe di fenomeni osservati definiscono una teoria fisica deduttiva, coerente e relativamente autoconsistente, costruita tipicamente a partire dall'induzione sperimentale.

La massa (dal greco: μᾶζα, máza, torta d'orzo, grumo di pasta) è una grandezza fisica propria dei corpi materiali che ne determina il comportamento dinamico quando sono soggetti all'influenza di forze esterne. Nel corso della storia della fisica, in particolare della fisica classica, la massa è stata considerata una proprietà intrinseca della materia, rappresentabile con un valore scalare e che si conserva nel tempo e nello spazio, rimanendo costante in ogni sistema isolato. Inoltre, il termine massa è stato utilizzato per indicare due grandezze potenzialmente distinte: l'interazione della materia con il campo gravitazionale e la relazione che lega la forza applicata a un corpo con l'accelerazione su di esso indotta. Tuttavia, è stata verificata l'equivalenza delle due masse in numerosi esperimenti (messi in atto già da Galileo Galilei per primo).Nel quadro più ampio della relatività ristretta, la massa relativistica non è più una proprietà intrinseca della materia, ma dipende anche dal sistema di riferimento in cui viene osservata. La massa relativistica m {\displaystyle m} è legata alla massa a riposo m 0 {\displaystyle m_{0}} , cioè la massa dell'oggetto nel sistema di riferimento in cui è in quiete, tramite il fattore di Lorentz γ {\displaystyle \gamma } : m ( v ) = γ m 0 = 1 1 − ( v / c ) 2 m 0 {\displaystyle m(v)=\gamma \,m_{0}={\frac {1}{\sqrt {1-(v/c)^{2}}}}\;m_{0}} .Poiché la massa relativistica dipende dalla velocità, il concetto classico di massa risulta modificato, non coincidendo più con la definizione newtoniana di costante di proporzionalità fra la forza F applicata a un corpo e l'accelerazione a risultante. Diviene invece una grandezza dinamica proporzionale all'energia complessiva del corpo, tramite la famosa formula E = mc². La conservazione dell'energia meccanica comprende ora, oltre all'energia cinetica e all'energia potenziale, anche un contributo proporzionale alla massa a riposo m0, quale ulteriore forma di energia. L'energia totale relativistica del corpo, data da E = mc², comprende sia l'energia cinetica K sia quella relativa alla massa a riposo, E0 = m0c². A differenza di spazio e tempo, per cui si possono dare definizioni operative in termini di fenomeni naturali, per definire il concetto di massa occorre fare esplicito riferimento alla teoria fisica che ne descrive significato e proprietà. I concetti intuitivi pre-fisici di quantità di materia (da non confondere con quantità di sostanza, misurata in moli) sono troppo vaghi per una definizione operativa, e fanno riferimento a proprietà comuni, l'inerzia e il peso, che vengono considerati ben distinti dalla prima teoria che introduce la massa in termini quantitativi, la dinamica newtoniana. Il concetto di massa diventa più complesso al livello della fisica subatomica dove la presenza di particelle elementari con massa (elettroni, quark, ...) e prive di massa (fotoni, gluoni) non ha ancora una spiegazione in termini fondamentali. In altre parole, non è chiaro il perché alcune particelle siano dotate di massa e altre no. Le principali teorie che cercano di dare una interpretazione alla massa sono: il meccanismo di Higgs, la teoria delle stringhe e la gravità quantistica a loop; di queste, a partire dal 4 luglio 2012 grazie all'acceleratore di particelle LHC, soltanto la Teoria di Higgs ha avuto i primi riscontri sperimentali.