Las partículas que forman los átomos, se puedenImagínese de manera diferente, por ejemplo, en forma de partículas de polvo redondas. Son tan pequeños que cada mota de polvo no puede considerarse por separado. Toda la materia que está en el mundo circundante consiste en tales partículas. ¿Cuáles son las partículas que forman los átomos?
Definición
Partícula subatómica es una de esas."Ladrillos" de los cuales se construye el mundo entero. Dichas partículas incluyen protones y neutrones, que forman parte de los núcleos atómicos. También se incluyen en esta categoría los electrones que giran alrededor de los núcleos. En otras palabras, las partículas subatómicas en la física son protones, neutrones y electrones. En lo usual para el mundo humano, por regla general, no hay partículas de otro tipo, viven inusualmente poco. Cuando su edad termina, se desintegran en partículas ordinarias.
El número de esas partículas subatómicas queVive relativamente brevemente, hoy cientos de personas. Su número es tan grande que los científicos ya no usan nombres comunes para designarlos. Como las estrellas, a menudo se les asignan designaciones numéricas y de letras.
Características principales
Entre las características más importantes de cualquierlas partículas subatómicas incluyen espín, carga eléctrica y masa. Dado que el peso de las partículas a menudo se asocia con la masa, algunas de las partículas se denominan tradicionalmente "pesadas". La ecuación que Einstein derivó (E = mc2) indica que la masa de una partícula subatómica depende directamente de su energía y velocidad. En cuanto a la carga eléctrica, siempre es un múltiplo de la unidad fundamental. Por ejemplo, si la carga de protones es +1, entonces la carga de electrones es -1. Sin embargo, algunas de las partículas subatómicas, por ejemplo, un fotón o un neutrino, no tienen ninguna carga eléctrica.
También una característica importante es la vida útil.partículas Más recientemente, los científicos estaban convencidos de que los electrones, los fotones, así como los neutrinos y los protones son completamente estables, y su vida útil es casi infinita. Sin embargo, esto no es del todo cierto. Un neutrón, por ejemplo, permanece estable solo hasta que se "libera" del núcleo de un átomo. Después de eso, su vida promedio es de 15 minutos. Todas las partículas inestables se someten a un proceso de descomposición cuántica, que nunca puede ser completamente predecible.
Investigación de partículas
El átomo se consideraba indivisible, hastaSu estructura fue descubierta. Hace aproximadamente un siglo, Rutherford realizó sus famosos experimentos, que consistieron en bombardear una delgada lámina con una corriente de partículas alfa. Resultó que los átomos de la sustancia están casi vacíos. Y en el centro del átomo está todo lo que llamamos el núcleo de un átomo: es aproximadamente mil veces más pequeño que el átomo mismo. En ese momento, los científicos creían que un átomo consta de dos tipos de partículas: un núcleo y electrones.
Con el tiempo, los científicos tienen una pregunta:¿Por qué el protón, el electrón y el positrón se unen y no se descomponen en diferentes direcciones bajo la influencia de las fuerzas de Coulomb? Y también para los científicos de la época no estaba claro: si estas partículas son elementales, entonces no les puede pasar nada y deben vivir para siempre.
Con el desarrollo de la física cuántica, los investigadoresdescubrió que el neutrón está sujeto a la descomposición, y al mismo tiempo bastante rápido. Se descompone en un protón, un electrón y algo más que no se pudo capturar. Esto último se notó por la falta de energía. Luego, los científicos asumieron que la lista de partículas elementales estaba agotada, pero ahora se sabe que esto está lejos de ser el caso. Se descubrió una nueva partícula llamada neutrino. No lleva ninguna carga eléctrica y tiene una masa extremadamente baja.
Neutrón
Un neutrón es una partícula subatómica que tieneCarga eléctrica neutra. Su masa es casi 2 mil veces la masa de un electrón. Como los neutrones pertenecen a la clase de partículas neutras, interactúan directamente con los núcleos de los átomos, y no con sus capas de electrones. Los neutrones también tienen un momento magnético, lo que permite a los científicos estudiar la estructura magnética microscópica de la materia. La radiación de neutrones es inofensiva incluso para los organismos biológicos.
Partícula subatómica - protón
Los científicos han descubierto que estos "ladrillos de materia"constan de tres quarks. El protón es una partícula cargada positivamente. La masa del protón excede la masa del electrón en 1836 veces. Un protón y un electrón, cuando se combinan, forman el elemento químico más simple: el átomo de hidrógeno. Hasta hace poco, se creía que los protones no pueden cambiar su radio dependiendo de qué electrones roten por encima de ellos. Un protón es una partícula cargada eléctricamente. Conectándose con un electrón, se convierte en un neutrón.
Electrón
Un electrón fue descubierto por primera vez por un físico inglés.J. Thomson en 1897. Esta partícula, como los científicos ahora consideran, es un objeto elemental o puntual. Este es el nombre de una partícula subatómica en un átomo que no tiene su propia estructura, no consiste en ningún otro componente más pequeño. En unión con el protón y el neutrón, el electrón forma un átomo. Ahora los científicos aún no han descubierto en qué consiste esta partícula. Un electrón es una partícula que tiene una carga eléctrica infinitesimal. La misma palabra "electrón" en la traducción del griego antiguo significa "ámbar" - después de todo, fue el ámbar que los científicos de Hellas usaron para estudiar los fenómenos de la electricidad. Este término fue propuesto por el físico británico en 1894 por J. Stoney.
¿Por qué estudiar partículas elementales?
La respuesta más simple a la pregunta de por qué los científicosse necesita conocimiento sobre partículas subatómicas, suena así: para tener información sobre la estructura interna de un átomo. Sin embargo, tal afirmación contiene solo una fracción de la verdad. De hecho, los científicos están estudiando no solo la estructura interna del átomo: el campo principal de su investigación es la colisión de las partículas más pequeñas de materia. Cuando estas partículas, que tienen una energía tremenda, chocan entre sí a altas velocidades, literalmente nace un nuevo mundo, y los fragmentos de materia que quedan después de las colisiones ayudan a descubrir los secretos de la naturaleza que siempre han sido un misterio para los científicos.
