Partiklarna som utgör atomer kan varaföreställ dig på olika sätt - till exempel i form av runda dammpartiklar. De är så små att varje sådan dammfläck inte kan ses separat. All materia som finns i den omgivande världen består av sådana partiklar. Vilka är partiklarna som utgör atomerna?
definition
En subatomär partikel är en av dessa"Tegelstenar" från vilka hela världen byggs. Dessa partiklar inkluderar protoner och neutroner, som ingår i atomkärnor. Denna kategori inkluderar också elektroner som kretsar kring kärnor. Med andra ord är subatomära partiklar i fysik protoner, neutroner och elektroner. I en värld som är bekant för en person finns det som regel inga partiklar av annat slag - de lever ovanligt lite. När deras ålder slutar förfaller de till vanliga partiklar.
Antalet av dessa subatomära partiklar sombor relativt kort tid, idag finns det hundratals. Deras antal är så stort att forskare inte längre använder de vanliga namnen för deras beteckning. Liksom stjärnor tilldelas de ofta siffror och bokstäver.
Huvudfunktioner
Bland de viktigaste egenskaperna hos någonsubatomära partiklar inkluderar spinn, elektrisk laddning och massa. Eftersom vikten av en partikel ofta är relaterad till dess massa kallas vissa av partiklarna traditionellt som "tunga". Ekvationen som Einstein härledde (E = mc2) indikerar att massan av en subatomär partikel är direkt relaterad till dess energi och hastighet. När det gäller den elektriska laddningen är det alltid en multipel av den grundläggande enheten. Till exempel, om laddningen för en proton är +1, är laddningen för en elektron -1. Några av de subatomära partiklarna, såsom foton eller neutrino, har dock ingen elektrisk laddning alls.
En viktig egenskap är också livstidenpartiklar. Mer nyligen var forskare övertygade om att elektroner, fotoner, liksom neutriner och protoner, är helt stabila och att deras livstid är nästan oändlig. Detta är dock inte riktigt sant. En neutron förblir till exempel stabil bara tills den "frigörs" från atomkärnan. Efter det är hans livstid i genomsnitt 15 minuter. Alla instabila partiklar genomgår en kvantförfallsprocess som aldrig kan vara helt förutsägbar.
Partikelforskning
Atomen ansågs odelbar - fram tilldess struktur upptäcktes. För ungefär ett sekel sedan gjorde Rutherford sina berömda experiment för att bombardera ett tunt ark med en ström av alfapartiklar. Det visade sig att ämnets atomer är praktiskt taget tomma. Och i mitten av atomen finns allt som vi kallar atomens kärna - det är ungefär tusen gånger mindre än själva atomen. Vid den tiden trodde forskare att en atom består av två typer av partiklar - en kärna och elektroner.
Med tiden har forskare en fråga:varför hänger protonen, elektronen och positronen ihop och sönderdelas inte i olika riktningar under påverkan av Coulomb-krafter? Och även för forskare av den tiden förblev det oklart: om dessa partiklar är elementära kan inget hända dem och de måste leva för evigt.
Med utvecklingen av kvantfysik, forskareupptäckte att neutronen är föremål för förfall och samtidigt tillräckligt snabbt. Det förfaller till en proton, en elektron och något annat som var omöjligt att fånga. Det senare märktes av bristen på energi. Då antog forskare att listan över elementära partiklar var uttömd, men nu är det känt att detta är långt ifrån fallet. En ny partikel som heter neutrino upptäcktes. Den har ingen elektrisk laddning och är extremt lätt i massa.
Neutron
Neutron är en subatomär partikel som harneutral elektrisk laddning. Dess massa är nästan 2 tusen gånger massan av en elektron. Eftersom neutroner tillhör klassen av neutrala partiklar, interagerar de direkt med atomkärnorna och inte med deras elektronskal. Neutroner har också ett magnetiskt ögonblick som gör det möjligt för forskare att studera materiens mikroskopiska magnetiska struktur. Neutronstrålning är ofarlig även för biologiska organismer.
Subatomär partikel - proton
Forskare har funnit att dessa "byggstenar av materia"består av tre kvarker. Protonen är en positivt laddad partikel. Massan av en proton är 1836 gånger massan av en elektron. En proton och en elektron, som kombinerar, utgör det enklaste kemiska grundämnet - en väteatom. Fram till nyligen trodde man att protoner inte kan ändra sin radie beroende på vilka elektroner som kretsar över dem. Protonen är en elektriskt laddad partikel. Ansluter sig till en elektron blir den till en neutron.
Elektron
Elektronen upptäcktes först av en engelsk fysikerJ. Thomson 1897. Denna partikel är, som forskare nu tror, ett elementärt eller punktobjekt. Detta är namnet på en subatomär partikel i en atom som inte har sin egen struktur - den består inte av några andra, mindre komponenter. I kombination med en proton och en neutron bildar en elektron en atom. Nu har forskare ännu inte räknat ut vad denna partikel består av. En elektron är en partikel som har en oändlig minimal laddning. Själva ordet "elektron" i översättning från forntida grekiska betyder "bärnsten" - trots allt var det bärnsten som forskarna i Hellas använde för att studera fenomenen elektricitet. Denna term föreslogs av den brittiska fysikern 1894 J. Stoney.
Varför studera elementära partiklar?
Det enklaste svaret på frågan om varför forskarekunskap om subatomära partiklar är nödvändig, låter så här: att ha information om atomens inre struktur. Ett sådant uttalande innehåller dock bara en bråkdel av sanningen. Faktum är att forskare inte bara studerar atomens inre struktur - deras huvudsakliga fält är kollisionerna med de minsta partiklarna av materia. När dessa partiklar, som har enorm energi, kolliderar med varandra i höga hastigheter, i ordets bokstavliga mening, föds en ny värld, och fragmenten av materia som återstår efter kollisioner hjälper till att avslöja naturens hemligheter som alltid har varit ett mysterium till forskare.
