Füüsika maailmas on subatomaarsed osakesed kirjeldada aine struktuure, mis on väiksemad. Sel juhul on aatom osa nendest struktuuridest ja need määravad selle omadused. Subatomilisi osakesi võib olla mitut tüüpi ja neil on aine mõistmisel suur tähtsus.
Seetõttu pühendame selle artikli teile kõike, mida peate teadma subatomaarsete osakeste, nende omaduste ja tüüpide kohta.
Mis on subatomaarsed osakesed
Inimesed on läbi ajaloo uurinud ainet ja pakkunud välja erinevaid rohkem või vähem teaduslikke teooriaid ja meetodeid kõige väiksemate osakeste jaoks, millest kõik koosneb.
Tänu kvantteooria, elektrokeemia, tuumafüüsika ja teiste teadusharude arengule näivad iidsetest aegadest saadik pakutud erinevad aatomimudelid üheaegselt kindlate vormidena.
Seetõttu, nagu me kõik täna teame, aatom on väikseim aine avastamiseks üksus ja sellel on keemiliste elementide omadused, See koosneb suuremas osas vaakumis osakeste tuumast ja selles on kontsentreeritud suurimad osakesed. Selle massi ja teiste selle ümber tiirlevate osakeste (elektronide) protsent.
Subatomiliste osakeste eksperimentaalne uurimine on vaevaline, kuna paljud neist on ebastabiilsed ja neid saab jälgida ainult osakeste kiirendites. Kõige stabiilsemad, nagu elektronid, prootonid ja neutronid, on aga hästi teada.
põhijooned
Prootoneid ja neutroneid saab jagada lihtsamateks osakesteks, mida nimetatakse kvarkideks. Subatomaarsed osakesed klassifitseeritakse erinevate standardite järgi. Näiteks on kõige kuulsamad ja stabiilsemad osakesed kolme tüüpi: elektronid, prootonid ja neutronid. Osakesed, mis erinevad üksteisest laengu (vastavalt negatiivne, positiivne ja neutraalne) ja massi poolest või seetõttu, et elektronid on põhielemendid ja kaks viimast on ühendid. Samuti tiirlevad elektronid ümber tuuma, prootonid ja neutronid aga moodustavad tuuma.
Teisest küljest, prootonid ja neutronid kui liitosakesed, saab jagada teisteks osakesteks, mida nimetatakse kvarkideks, mida ühendavad muud tüüpi osakesed, mida nimetatakse gluoonideks. Nii kvargid kui ka gluoonid on jagamatud osakesed, see tähendab elementaarosakesed. Kvarke on kuut tüüpi: üles (üles), alla (alla), võlu (võlu), kummaline (veidrus), ülevalt (ülemus) ja alt (alaväärtus).
Sarnaselt on olemas footonid, mis on elektromagnetilise interaktsiooni eest vastutavad subatomaarsed osakesed, ning neutriinod ja mõõtbosonid, mis vastutavad nõrkade tuumajõudude eest. Lõpuks on veel Higgsi boson, 2012. aastal avastatud osake, mis vastutab kõigi teiste elementaarosakeste massi eest (kõik, mis moodustab universumi).
Elementaarosakeste käitumine on teadusele väljakutse. Kuigi kvantmehaanika ja elementaarosakeste standardmudel kirjeldavad selle subatomilise maailma teoreetilist raamistikku üllatavalt edukalt, endiselt on olemas teooria, mis suudab seletada kogu universumi käitumist, mis võib ühendada kvantmehaanika Einsteini relatiivsusteooriaga. Tänapäeval on mõned sellised teooriad, näiteks stringiteooria, kuid nende paikapidavust pole veel eksperimentaalselt kinnitatud.
Milliseid subatomilisi osakesi me teame
Oluline on öelda "me teame", mitte "olemas", sest tänapäeval jätkavad füüsikud uute asjade avastamist. Tänu osakestekiirendile avastame subatomaarsed osakesed, mis tekitavad aatomid põrkuvad üksteisega kiirusega, mis on peaaegu võrdne valguse kiirusega (300.000 XNUMX kilomeetrit sekundis), kuni me ootame, kuni need subatomaarseteks osakesteks lagunevad.
Tänu neile oleme avastanud kümneid subatomaarseid osakesi, kuid hinnanguliselt on neid veel sadu. Traditsioonilised osakesed on prootonid, neutronid ja elektronid, kuid edasi liikudes avastame, et need koosnevad teistest väiksematest subatomilistest osakestest. Seetõttu klassifitseeritakse need selle järgi, kas tegemist on põhiliste subatomaarsete osakestega või liitosakestega.
Komposiit-subatomilised osakesed
Komposiitosakesed on esimesed avastatud subatomilised üksused. Pikka aega (kuni XNUMX. sajandi keskpaigani teoretiseeriti teiste inimeste olemasolu) arvati, et nemad on ainuke eksistents. Need subatomilised osakesed moodustuvad aga elementaarosakeste liitumisel, mida näeme järgmises punktis.
Prooton
Aatom koosneb prootonitest ja neutronitest koosnevast aatomituumast ning selle ümber paiknevast elektronide orbiidist. Prooton on subatomiline osake, mille positiivne laeng on palju suurem kui elektron. Tegelikult, selle kvaliteet on tema omast 2000 korda kõrgem.
Tuleb märkida, et prootonite arv määrab keemilise elemendi. Seetõttu on vesinikuaatomitel alati prootoneid.
Neutron
Neutronid on subatomilised osakesed, mis koos prootonitega moodustavad tuuma. Selle mass on väga sarnane prootoni massiga, kuigi sel juhul pole sellel laengut. Neutronite arv tuumas ei määra elementi (nagu prootonid), küll aga isotoobi, mis on elemendi enam-vähem stabiilne variant, mis kaotab või omandab neutroneid.
Hadron
Hadronid on subatomaarsed osakesed, mis koosnevad kvarkidest ja me näeme neid elementaarosakesi hiljem. Et mitte sattuda liiga keerulistesse valdkondadesse, jätkem mõte, et need osakesed hoiavad kvarke koos väga tugevad tuuma vastasmõjud.
Elektron
Elektron ise on juba subatomaarne osake, sest ta võib eksisteerida aatomitest sõltumatult ega moodustu teiste osakeste ühinemisel. See on prootonist 2.000 korda väiksem osake ja sellel on negatiivne laeng. Tegelikult on see looduses väikseim laetud üksus.
kvark
Kvargid on osa prootonitest ja neutronitest. Tänapäeval on teada kuus neist subatomilistest osakestest, kuid ükski neist ei näi eksisteerivat aatomist sõltumatult. Teisisõnu, kvargid moodustavad alati prootoneid ja neutroneid.
Seega eksisteerivad need kaks subatomilist osakest selle moodustava kvargi tüübi põhjal. Teisisõnu, kui tekib keemiline element või muu keemiline element see oleneb kuue kvargi organisatsioonist. Selle olemasolu kinnitati 1960. aastatel.
Boson
Boson on subatomiline osake, mis selgitab kõigi universumi põhiliste vastasmõjude olemust, välja arvatud gravitatsioon. Need on osakesed, mis annavad mingil viisil edasi ülejäänud osakeste vastastikuse mõju. Need on osakesed, mis kannavad prootoneid ja neutroneid koos hoidvat jõudu ehk elektromagnetilist jõudu (mis seob elektronid tuumaga, et panna see orbiidile) ja kiirgus.
Loodan, et selle teabe abil saate rohkem teada subatomaarsete osakeste ja nende omaduste kohta.