Atomları oluşturan parçacıklar farklı şekillerde hayal edilebilir - örneğin yuvarlak toz parçacıkları şeklinde. O kadar küçüktürler ki, bu tür tozların her biri ayrı ayrı düşünülemez. Çevredeki dünyadaki tüm maddeler bu tür parçacıklardan oluşur. Atomları oluşturan parçacıklar nelerdir?
Tanım
Atomik bir parçacık, tüm dünyanın inşa edildiği "tuğlalardan" biridir. Bu parçacıklar, atom çekirdeğinin bir parçası olan protonları ve nötronları içerir. Çekirdeklerin etrafında dönen elektronlar da bu kategoriye girer. Başka bir deyişle, fizikte atom altı parçacıklar proton, nötron ve elektrondur. İnsana tanıdık dünyada, kural olarak, başka türden parçacıklar bulunmaz - alışılmadık derecede kısa yaşarlar. Yaşları sona erdiğinde sıradan parçacıklara bozunurlar.
Bugün nispeten kısa yaşayan atom altı parçacıkların sayısı yüzlercedir. Sayıları o kadar fazla ki bilim adamları artık onlar için olağan isimleri kullanmıyorlar. Yıldızlar gibi, genellikle sayısal ve alfabetik olarak atanırlar.
Temel Özellikler
Spin, elektrik yükü ve kütle, herhangi bir atom altı parçacığın en önemli özellikleri arasındadır. Bir parçacığın ağırlığı genellikle kütle ile ilişkilendirildiğinden, bazı parçacıklara geleneksel olarak "ağır" denir. Einstein'ın denklemi (E=mc2) bir atom altı parçacığın kütlesinin doğrudan enerjisine ve hızına bağlı olduğunu gösterir. Elektrik yüküne gelince, her zaman temel birimin bir katıdır. Örneğin, bir protonun yükü +1 ise, bir elektronun yükü -1'dir. Bununla birlikte, foton veya nötrino gibi bazı atom altı parçacıkların hiç elektrik yükü yoktur.
Ayrıca önemli bir özellik de parçacığın ömrüdür. Daha yakın zamanlarda, bilim adamları elektronların, fotonların yanı sıra nötrinoların ve protonların mükemmel şekilde kararlı olduklarından ve ömürlerinin neredeyse sonsuz olduğundan emin oldular. Ancak, bu pek doğru değil. Örneğin nötron, yalnızca bir atomun çekirdeğinden "kurtuluncaya" kadar kararlı kalır. Bundan sonra ömrü ortalama 15 dakikadır. Tüm kararsız parçacıklar, asla tamamen tahmin edilemeyen bir kuantum bozunma sürecinden geçer.
Parçacık Araştırması
Atom, yapısı keşfedilene kadar bölünemez olarak kabul edildi. Yaklaşık bir asır önce Rutherford, ince bir tabakayı bir alfa parçacıkları akışıyla bombalamaktan oluşan ünlü deneylerini yaptı. Maddenin atomlarının pratik olarak boş olduğu ortaya çıktı. Ve atomun merkezinde atomun çekirdeği dediğimiz her şey var - buatomun kendisinden yaklaşık bin kat daha küçüktür. O zamanlar bilim adamları atomun iki tür parçacıktan oluştuğuna inanıyorlardı - çekirdek ve elektronlar.
Zamanla bilim adamlarının bir sorusu var: Proton, elektron ve pozitron neden Coulomb kuvvetlerinin etkisi altında birbirine yapışıyor ve farklı yönlerde parçalanmıyor? Ve o zamanın bilim adamları için de belirsizliğini koruyordu: eğer bu parçacıklar temel ise, o zaman onlara hiçbir şey olamaz ve sonsuza kadar yaşamaları gerekir.
Kuantum fiziğinin gelişmesiyle birlikte araştırmacılar, nötronun bozunmaya maruz kaldığını ve aynı zamanda oldukça hızlı olduğunu keşfettiler. Bir protona, bir elektrona ve yakalanamayan başka bir şeye bozunur. İkincisi, enerji eksikliği ile fark edildi. Daha sonra bilim adamları, temel parçacıkların listesinin tükendiğini varsaydılar, ancak şimdi bunun durumdan çok uzak olduğu biliniyor. Nötrino adı verilen yeni bir parçacık keşfedildi. Elektrik yükü taşımaz ve son derece düşük bir kütleye sahiptir.
Nötron
Nötron, nötr elektrik yüküne sahip atom altı bir parçacıktır. Kütlesi bir elektronun kütlesinin neredeyse 2.000 katıdır. Nötronlar, nötr parçacıklar sınıfına ait olduklarından, elektron kabuklarıyla değil, doğrudan atom çekirdekleriyle etkileşime girerler. Nötronlar ayrıca bilim adamlarının maddenin mikroskobik manyetik yapısını keşfetmelerine izin veren bir manyetik momente sahiptir. Nötron radyasyonu biyolojik organizmalar için bile zararsızdır.
Atom altı parçacık – proton
Bilim adamları, bunların"Madde tuğlaları" üç kuarktan oluşur. Proton, pozitif yüklü bir parçacıktır. Protonun kütlesi elektronun kütlesini 1836 kat aşıyor. Bir proton ve bir elektron birleşerek en basit kimyasal element olan hidrojen atomunu oluşturur. Yakın zamana kadar, protonların yarıçaplarını hangi elektronların üstlerinde yörüngede dolaştığına bağlı olarak değiştiremeyeceğine inanılıyordu. Proton, elektrik yüklü bir parçacıktır. Bir elektronla bağlanarak bir nötrona dönüşür.
Elektron
Elektron ilk olarak 1897'de İngiliz fizikçi J. Thomson tarafından keşfedildi. Bu parçacık, bilim adamlarının şimdi inandığı gibi, bir temel veya nokta nesnesidir. Bu, kendi yapısına sahip olmayan bir atomdaki atom altı parçacığın adıdır - başka, daha küçük bileşenlerden oluşmaz. Bir proton ve bir nötron ile birleştiğinde, bir elektron bir atom oluşturur. Şimdi bilim adamları bu parçacığın neyden oluştuğunu henüz çözemediler. Elektron, sonsuz küçük elektrik yüküne sahip bir parçacıktır. Antik Yunancadan çevrilen "elektron" kelimesi "kehribar" anlamına gelir - sonuçta, Hellas bilim adamları kehribarı elektrik fenomenini araştırmak için kullandılar. Bu terim 1894'te İngiliz fizikçi J. Stoney tarafından önerildi.
Neden temel parçacıkları inceleyelim?
Bilim adamlarının atom altı parçacıklar hakkında neden bilgi sahibi olmaları gerektiği sorusunun en basit cevabı şudur: atomun iç yapısı hakkında bilgi sahibi olmaktır. Ancak, bu ifade yalnızca bir gerçek payı içerir. ATAslında, bilim adamları sadece atomun iç yapısını incelemekle kalmaz, araştırmalarının ana alanı maddenin en küçük parçacıklarının çarpışmasıdır. Bu son derece enerjik parçacıklar birbirleriyle yüksek hızlarda çarpıştığında, kelimenin tam anlamıyla yeni bir dünya doğar ve çarpışmalardan sonra kalan madde parçaları, bilim adamları için her zaman bir gizem olarak kalan doğanın gizemlerini çözmeye yardımcı olur.
