एक उप-परमाणु कण क्या है?

परमाणु बनाने वाले कण हो सकते हैंविभिन्न तरीकों से कल्पना करें - उदाहरण के लिए, गोल धूल कणों के रूप में। वे इतने छोटे होते हैं कि धूल के ऐसे प्रत्येक स्पेक को अलग से नहीं माना जा सकता है। आस-पास की दुनिया में होने वाले सभी पदार्थों में ऐसे कण होते हैं। परमाणु बनाने वाले कण कौन से हैं?

परिभाषा

एक उपपरमाण्विक कण उनमें से एक है"ईंटें" जिसमें से पूरी दुनिया का निर्माण किया गया है। इन कणों में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन शामिल हैं, जो परमाणु नाभिक का हिस्सा हैं। इस श्रेणी में इलेक्ट्रॉनों की परिक्रमा करने वाले नाभिक भी शामिल हैं। दूसरे शब्दों में, भौतिकी में उप-परमाणु कण प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉन हैं। मनुष्यों से परिचित दुनिया में, एक नियम के रूप में, किसी अन्य प्रकार के कण नहीं हैं - वे असामान्य रूप से कम रहते हैं। जब उनकी उम्र समाप्त हो जाती है, तो वे साधारण कणों में सड़ जाते हैं।

उन उप-परमाणु कणों की संख्याअपेक्षाकृत कम समय के लिए जीते हैं, आज सैकड़ों हैं। उनकी संख्या इतनी अधिक है कि वैज्ञानिक अब उनके नाम के लिए सामान्य नामों का उपयोग नहीं करते हैं। सितारों की तरह, उन्हें अक्सर संख्या और अक्षर सौंपे जाते हैं।

मुख्य विशेषताएं

किसी की सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं मेंउप-परमाणु कणों में स्पिन, इलेक्ट्रिक चार्ज और द्रव्यमान शामिल हैं। चूंकि एक कण का वजन अक्सर इसके द्रव्यमान से संबंधित होता है, इसलिए कुछ कणों को पारंपरिक रूप से "भारी" कहा जाता है। आइंस्टीन द्वारा व्युत्पन्न समीकरण (E = mc2) इंगित करता है कि एक उप-परमाणु कण का द्रव्यमान सीधे उसकी ऊर्जा और गति पर निर्भर करता है। इलेक्ट्रिक चार्ज के लिए, यह हमेशा मौलिक इकाई का एक गुणक होता है। उदाहरण के लिए, यदि एक प्रोटॉन का चार्ज +1 है, तो एक इलेक्ट्रॉन का चार्ज -1 है। हालांकि, कुछ उप-परमाणु कणों, जैसे कि फोटॉन या न्यूट्रिनो, पर कोई विद्युत आवेश नहीं होता है।

इसके अलावा एक महत्वपूर्ण विशेषता जीवनकाल हैकण। हाल ही में, वैज्ञानिकों को यह विश्वास हो गया था कि इलेक्ट्रॉन, फोटोन, साथ ही न्यूट्रिनो और प्रोटॉन पूरी तरह से स्थिर हैं, और उनका जीवनकाल लगभग अनंत है। हालांकि, यह बिल्कुल सच नहीं है। एक न्यूट्रॉन, उदाहरण के लिए, केवल तब तक स्थिर रहता है जब तक कि वह परमाणु नाभिक से "जारी" न हो जाए। उसके बाद, उनके जीवन का समय औसतन 15 मिनट है। सभी अस्थिर कण एक क्वांटम क्षय प्रक्रिया से गुजरते हैं जो कभी भी पूरी तरह से अनुमानित नहीं हो सकता है।

कण अनुसंधान

परमाणु को अविभाज्य माना जाता था - जब तकइसकी संरचना की खोज की गई थी। लगभग एक शताब्दी पहले, रदरफोर्ड ने अल्फा कणों की एक धारा के साथ एक पतली शीट पर बमबारी में अपने प्रसिद्ध प्रयोग किए। यह पता चला कि पदार्थ के परमाणु व्यावहारिक रूप से खाली हैं। और परमाणु के केंद्र में वह सब कुछ है जिसे हम परमाणु का केंद्रक कहते हैं - यह परमाणु से लगभग एक हजार गुना छोटा है। उस समय, वैज्ञानिकों का मानना ​​था कि एक परमाणु में दो प्रकार के कण होते हैं - एक नाभिक और इलेक्ट्रॉन।

समय के साथ, वैज्ञानिकों के पास एक सवाल है:प्रोटॉन, इलेक्ट्रॉन और पॉज़िट्रॉन एक साथ क्यों चिपकते हैं और कूलम्ब बलों के प्रभाव में अलग-अलग दिशाओं में विघटित नहीं होते हैं? और उस समय के वैज्ञानिकों के लिए भी यह अस्पष्ट रहा: यदि ये कण प्राथमिक हैं, तो उनके लिए कुछ भी नहीं हो सकता है, और उन्हें हमेशा जीवित रहना चाहिए।

क्वांटम भौतिकी के विकास के साथ, शोधकर्ताओंपता चला कि न्यूट्रॉन क्षय के अधीन है, और एक ही समय में पर्याप्त तेजी से। यह एक प्रोटॉन, एक इलेक्ट्रॉन और कुछ और में गिर जाता है जिसे पकड़ना असंभव था। उत्तरार्द्ध ऊर्जा की कमी से देखा गया था। तब वैज्ञानिकों ने माना कि प्राथमिक कणों की सूची समाप्त हो गई थी, लेकिन अब यह ज्ञात है कि यह मामले से बहुत दूर है। न्यूट्रिनो नामक एक नए कण की खोज की गई थी। यह कोई विद्युत आवेश नहीं करता है और द्रव्यमान में अत्यंत हल्का होता है।

न्यूट्रॉन

न्यूट्रॉन एक उप-परमाणु कण है जो पास हैतटस्थ विद्युत प्रभार। इसका द्रव्यमान एक इलेक्ट्रॉन के द्रव्यमान का लगभग 2 हजार गुना है। चूंकि न्यूट्रॉन तटस्थ कणों के वर्ग के हैं, वे परमाणुओं के नाभिक के साथ सीधे संपर्क करते हैं, और उनके इलेक्ट्रॉन के गोले के साथ नहीं। न्यूट्रॉन में एक चुंबकीय क्षण भी होता है जो वैज्ञानिकों को पदार्थ की सूक्ष्म चुंबकीय संरचना का अध्ययन करने की अनुमति देता है। न्यूट्रॉन विकिरण जैविक जीवों के लिए भी हानिरहित है।

उपपरमाण्विक कण - प्रोटॉन

वैज्ञानिकों ने पाया है कि ये "पदार्थ के निर्माण खंड" हैंतीन क्वार्क से मिलकर। प्रोटॉन एक सकारात्मक रूप से आवेशित कण है। एक प्रोटॉन का द्रव्यमान इलेक्ट्रॉन के द्रव्यमान का 1836 गुना है। एक प्रोटॉन और एक इलेक्ट्रॉन, संयोजन, सबसे सरल रासायनिक तत्व बनाते हैं - एक हाइड्रोजन परमाणु। कुछ समय पहले तक, यह माना जाता था कि प्रोटॉन अपने दायरे को बदल नहीं सकते हैं, जिसके आधार पर इलेक्ट्रॉन उन पर परिक्रमा करते हैं। प्रोटॉन एक विद्युत आवेशित कण है। एक इलेक्ट्रॉन के साथ जुड़कर, यह एक न्यूट्रॉन में बदल जाता है।

इलेक्ट्रॉन

इलेक्ट्रॉन की खोज पहली बार एक अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी ने की थीजे। थॉमसन 1897 में। यह कण, जैसा कि वैज्ञानिक अब मानते हैं, एक प्राथमिक, या बिंदु वस्तु है। यह एक परमाणु में एक उप-परमाणु कण का नाम है जिसकी अपनी संरचना नहीं है - इसमें किसी भी अन्य, छोटे, घटक शामिल नहीं हैं। एक प्रोटॉन और एक न्यूट्रॉन के साथ संयोजन में, एक इलेक्ट्रॉन एक परमाणु बनाता है। अब वैज्ञानिकों को यह पता नहीं चला है कि इस कण में क्या है। एक इलेक्ट्रॉन एक कण है जिसमें एक असीम विद्युत आवेश होता है। प्राचीन ग्रीक से अनुवाद में बहुत शब्द "इलेक्ट्रॉन" का अर्थ है "एम्बर" - आखिरकार, यह एम्बर था कि हेलस के वैज्ञानिक बिजली की घटनाओं का अध्ययन करते थे। यह शब्द ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी द्वारा 1894 जे। स्टोनी में प्रस्तावित किया गया था।

प्राथमिक कणों का अध्ययन क्यों?

क्यों वैज्ञानिकों के सवाल का सबसे सरल जवाबउप-परमाणु कणों के बारे में ज्ञान आवश्यक है, इस तरह लगता है: परमाणु की आंतरिक संरचना के बारे में जानकारी रखना। हालांकि, इस तरह के बयान में सच्चाई का केवल एक अंश होता है। वास्तव में, वैज्ञानिक न केवल परमाणु की आंतरिक संरचना का अध्ययन कर रहे हैं - उनके शोध का मुख्य क्षेत्र पदार्थ के सबसे छोटे कणों की टक्कर है। जब ये कण, अत्यधिक ऊर्जा रखते हैं, एक दूसरे के साथ उच्च गति से टकराते हैं, तो शब्द के शाब्दिक अर्थ में, एक नई दुनिया का जन्म होता है, और टक्कर के बाद शेष पदार्थ के टुकड़े प्रकृति के रहस्यों को प्रकट करने में मदद करते हैं जो हमेशा एक रहस्य बने हुए हैं वैज्ञानिकों को।