Al món de la física s'utilitzen les partícules subatòmiques per descriure les estructures de la matèria que són més petites. En aquest cas, l'àtom forma part d'aquestes estructures i són els que en determinen les propietats. Les partícules subatòmiques poden ser de molts tipus i tenen una gran importància per entendre la matèria.
Per això, dedicarem aquest article a explicar-te tot el que has de saber sobre les partícules subatòmiques, les seves característiques i tipus que hi ha.
Què són les partícules subatòmiques
Al llarg de la història, l'ésser humà ha estat estudiant la matèria i ha proposat diverses teories i mètodes més o menys científics per a les partícules més petites que ho componen tot.
A causa del desenvolupament de la teoria quàntica, l'electroquímica, la física nuclear i altres disciplines, els diferents models atòmics proposats des de l'antiguitat sembla que són formes definides alhora.
Per tant, com tots sabem avui dia, l'àtom és la unitat més petita per descobrir la matèria i té les característiques dels elements químics, consisteix en un nucli de partícules a la major part del buit i s'hi concentren les partícules més grans. El percentatge de la massa i altres partícules (electrons) que giren al seu voltant.
La investigació experimental sobre partícules subatòmiques és àrdua, perquè moltes són inestables i només es poden observar en acceleradors de partícules. Tot i això, es coneixen bé les més estables, com són electrons, protons i neutrons.
característiques principals
Els protons i neutrons es poden subdividir en partícules més simples anomenades quarks. Les partícules subatòmiques es classifiquen segons diversos estàndards. Per exemple, les partícules més famoses i estables són de tres tipus: electrons, protons i neutrons. Partícules que es diferencien entre si per la càrrega (negativa, positiva i neutra, respectivament) i la massa, o perquè els electrons són elements bàsics i els dos últims són compostos. A més, els electrons orbiten al voltant del nucli, mentre que els protons i neutrons constitueixen el nucli.
D'altra banda, els protons i neutrons, com a partícules compostes, poden subdividir-se en altres partícules anomenades quarks, que estan connectades per un altre tipus de partícules anomenades gluons. Tant els quarks com els gluons són partícules indivisibles, és a dir, partícules elementals. Hi ha sis tipus de quarks: up (a dalt), down (a baix), charm (encant), strange (estranyesa), top (superior) i bottom (inferior).
De manera similar, hi ha els fotons, que són partícules subatòmiques responsables de la interacció electromagnètica, i els neutrins i bosons gauge, que són responsables de les forces nuclears febles. Finalment, hi ha el bosó de Higgs, una partícula descoberta el 2012, que és responsable de la massa de totes les altres partícules elementals (tot allò que compon l'univers).
El comportament de les partícules elementals és un desafiament per a la ciència. Tot i que la mecànica quàntica i el model estàndard de partícules elementals descriuen el marc teòric d'aquest món subatòmic d'una manera sorprenentment exitosa, encara hi ha una teoria que pot explicar tot el comportament de l'univers, que pot connectar la mecànica quàntica amb la teoria de la relativitat d'Einstein. Hi ha algunes teories d'aquest tipus actualment, com la teoria de cordes, però la seva validesa encara no s'ha confirmat experimentalment.
Quines partícules subatòmiques coneixem
És important dir «coneixem» en lloc de «existeixen», perquè avui dia els físics continuen descobrint coses noves. Gràcies a l'accelerador de partícules, descobrim partícules subatòmiques, que fan que els àtoms col·lisionen entre si a una velocitat gairebé igual a la velocitat de la llum (300.000 quilòmetres per segon) mentre esperem que es descomposin en aquestes partícules subatòmiques.
Gràcies a ells, hem descobert desenes de partícules subatòmiques, però s'estima que n'hi ha centenars més per descobrir. Les partícules tradicionals són protons, neutrons i electrons, però a mesura que avancem, descobrim que estan formades per altres partícules subatòmiques més petites. Per tant, es classifiquen segons que siguin partícules subatòmiques bàsiques o partícules subatòmiques compostes.
Partícules subatòmiques compostes
Les partícules compostes són les primeres entitats subatòmiques que es descobreixen. Durant molt de temps (fins a mitjans del segle XX, es va teoritzar l'existència d'altres persones), la gent va pensar que eren l'única existència. No obstant això, aquestes partícules subatòmiques estan formades per la unió de partícules elementals que veurem al punt següent.
protó
Un àtom consta dun nucli atòmic compost per protons i neutrons i una òrbita delectrons al seu voltant. Un protó és una partícula subatòmica amb una càrrega positiva molt més gran que un electró. De fet, la seva qualitat és 2000 vegades superior a la seva.
Val a dir que la quantitat de protons determina l'element químic. Per tant, els àtoms dhidrogen sempre tenen protons.
neutró
Els neutrons són partícules subatòmiques que formen el nucli juntament amb els protons. La massa és molt similar a la d'un protó, encara que en aquest cas no té càrrega. El nombre de neutrons al nucli no determina l'element (igual que els protons), però sí que determina l'isòtop, que és una variant més o menys estable d'un element que perd o guanya neutrons.
hadró
Els hadrons són partícules subatòmiques compostes de quarks, i veurem aquestes partícules elementals més endavant. Per no entrar en regnes massa complexos, mantinguem la idea que aquestes partícules mantenen units als quarks a causa de interaccions nuclears molt fortes.
electron
El mateix electró ja és una partícula subatòmica, perquè hi pot haver independentment dels àtoms i no està format per la unió d'altres partícules. És una partícula 2.000 vegades més petita que un protó i té càrrega negativa. De fet, és la unitat carregada més petita de la natura.
Quark
Els quarks són part de protons i neutrons. Avui dia, se'n coneixen sis d'aquestes partícules subatòmiques, però cap no sembla existir independentment de l'àtom. En altres paraules, els quarks sempre formen protons i neutrons.
Aleshores, aquestes dues partícules subatòmiques existeixen en funció del tipus de quark que el compon. En altres paraules, si es forma un element químic o un altre element químic depèn de l'organització dels sis quarks. La seva existència es va confirmar a la dècada de 1960.
Bosó
Un bosó és una partícula subatòmica que explica la naturalesa de totes les interaccions bàsiques a l'univers, excepte la gravetat. Són partícules que transmeten la força d‟interacció entre les partícules restants d‟alguna manera. Són partícules que transporten la força que manté units als protons i neutrons, la força electromagnètica (que uneix els electrons al nucli per fer-lo orbitar) i la radiació.
Espero que amb aquesta informació pugueu conèixer més sobre les partícules subatòmiques i les seves característiques.