W świecie fizyki cząstki elementarne opisać struktury materii, które są mniejsze. W tym przypadku atom jest częścią tych struktur i to one decydują o jego właściwościach. Cząstki subatomowe mogą być wielu typów i mają ogromne znaczenie dla zrozumienia materii.
Dlatego zamierzamy poświęcić ten artykuł, aby powiedzieć Ci wszystko, co musisz wiedzieć o cząstkach subatomowych, ich cechach charakterystycznych i typach.
Czym są cząstki subatomowe
Na przestrzeni dziejów ludzie badali materię i proponowali różne mniej lub bardziej naukowe teorie i metody dla najmniejszych cząstek, które składają się na wszystko.
Ze względu na rozwój teorii kwantowej, elektrochemii, fizyki jądrowej i innych dyscyplin różne modele atomowe proponowane od czasów starożytnych wydają się jednocześnie formami określonymi.
Dlatego, jak wszyscy dzisiaj wiemy, atom jest najmniejszą jednostką do odkrycia materii i ma cechy pierwiastków chemicznych, Składa się z jądra cząstek w większości próżni iw nim skupiają się największe cząstki. Procent jego masy i innych cząstek (elektronów), które krążą wokół niego.
Badania eksperymentalne cząstek subatomowych są żmudne, ponieważ wiele z nich jest niestabilnych i można je zaobserwować jedynie w akceleratorach cząstek. Jednak najbardziej stabilne, takie jak elektrony, protony i neutrony, są dobrze znane.
Główne cechy
Protony i neutrony można podzielić na prostsze cząstki zwane kwarkami. Cząstki subatomowe są klasyfikowane według różnych standardów. Na przykład najbardziej znane i stabilne cząstki są trzech typów: elektrony, protony i neutrony. Cząstki, które różnią się od siebie ładunkiem (odpowiednio ujemnym, dodatnim i obojętnym) oraz masą lub dlatego, że elektrony są pierwiastkami podstawowymi, a dwa ostatnie są związkami. Również elektrony krążą wokół jądra, podczas gdy protony i neutrony tworzą jądro.
Z drugiej strony protony i neutrony, jako cząstki kompozytowe, można podzielić na inne cząstki zwane kwarkami, które są połączone innymi rodzajami cząstek zwanych gluonami. Zarówno kwarki, jak i gluony są niepodzielnymi cząstkami, czyli cząstkami elementarnymi. Istnieje sześć rodzajów kwarków: góra (góra), dół (dół), urok (czar), dziwność (dziwność), góra (lepsze) i dół (gorsze).
Podobnie istnieją fotony, które są cząstkami subatomowymi odpowiedzialnymi za oddziaływanie elektromagnetyczne oraz neutrina i bozony cechowania, które są odpowiedzialne za słabe siły jądrowe. I wreszcie bozon Higgsa, odkryta w 2012 roku cząstka, która odpowiada za masę wszystkich innych cząstek elementarnych (wszystko, co tworzy wszechświat).
Zachowanie się cząstek elementarnych jest wyzwaniem dla nauki. Chociaż mechanika kwantowa i standardowy model cząstek elementarnych w zaskakująco udany sposób opisują teoretyczne ramy tego subatomowego świata, wciąż istnieje teoria, która może wyjaśnić całe zachowanie wszechświata, który może łączyć mechanikę kwantową z teorią względności Einsteina. Obecnie istnieje kilka takich teorii, takich jak teoria strun, ale ich słuszność nie została jeszcze potwierdzona eksperymentalnie.
Jakie znamy cząstki subatomowe
Ważne jest, aby powiedzieć „wiemy”, a nie „istniejemy”, ponieważ dzisiejsi fizycy wciąż odkrywają nowe rzeczy. Dzięki akceleratorowi cząstek odkrywamy cząstki subatomowe, które tworzą atomy zderzają się ze sobą z prędkością prawie równą prędkości światła (300.000 XNUMX kilometrów na sekundę), gdy czekamy, aż rozłożą się na te subatomowe cząstki.
Dzięki nim odkryliśmy dziesiątki cząstek subatomowych, ale szacuje się, że do odkrycia są jeszcze setki. Tradycyjne cząstki to protony, neutrony i elektrony, ale w miarę postępów odkrywamy, że składają się one z innych, mniejszych cząstek subatomowych. Dlatego są one klasyfikowane według tego, czy są to podstawowe cząstki subatomowe, czy złożone cząstki subatomowe.
Złożone cząstki subatomowe
Cząstki kompozytowe to pierwsze odkryte byty subatomowe. Przez długi czas (do połowy XX wieku teoretyzowano o istnieniu innych ludzi) ludzie myśleli, że są jedynym bytem. Jednak te subatomowe cząstki są tworzone przez połączenie cząstek elementarnych, które zobaczymy w następnym punkcie.
Proton
Atom składa się z jądra atomowego złożonego z protonów i neutronów oraz orbity elektronów wokół niego. Proton to cząstka subatomowa o znacznie większym ładunku dodatnim niż elektron. W rzeczywistości, jego jakość jest 2000 razy wyższa niż jego.
Należy zauważyć, że liczba protonów określa pierwiastek chemiczny. Dlatego atomy wodoru zawsze mają protony.
Neutron
Neutrony to cząstki subatomowe, które wraz z protonami tworzą jądro. Jego masa jest bardzo zbliżona do masy protonu, chociaż w tym przypadku nie ma ładunku. Liczba neutronów w jądrze nie określa pierwiastka (podobnie jak protony), ale określa izotop, który jest mniej lub bardziej stabilnym wariantem pierwiastka, który traci lub zyskuje neutrony.
Hadron
Hadrony to cząstki subatomowe zbudowane z kwarków, które zobaczymy później. Aby nie wchodzić w zbyt złożone sfery, pozostańmy przy założeniu, że cząstki te utrzymują razem kwarki dzięki bardzo silne oddziaływania jądrowe.
Elektron
Sam elektron jest już cząstką subatomową, ponieważ może istnieć niezależnie od atomów i nie powstaje w wyniku połączenia innych cząstek. Jest to cząstka 2.000 razy mniejsza od protonu i ma ładunek ujemny. W rzeczywistości jest to najmniejsza naładowana jednostka w przyrodzie.
Quark
Kwarki są częścią protonów i neutronów. Obecnie znanych jest sześć z tych cząstek subatomowych, ale żadna z nich nie wydaje się istnieć niezależnie od atomu. Innymi słowy, kwarki zawsze tworzą protony i neutrony.
Zatem te dwie cząstki subatomowe istnieją w oparciu o rodzaj kwarka, z którego się składają. Innymi słowy, jeśli powstaje pierwiastek chemiczny lub inny pierwiastek chemiczny zależy to od organizacji sześciu kwarków. Jego istnienie potwierdzono w latach 1960. XX wieku.
Bozon
Bozon to cząstka subatomowa, która wyjaśnia naturę wszystkich podstawowych oddziaływań we wszechświecie, z wyjątkiem grawitacji. Są to cząstki, które w jakiś sposób przenoszą siłę oddziaływania między pozostałymi cząstkami. Są to cząstki, które przenoszą siłę, która utrzymuje razem protony i neutrony, siłę elektromagnetyczną (która wiąże elektrony z jądrem, aby je okrążyć) i promieniowanie.
Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom możesz dowiedzieć się więcej o cząstkach subatomowych i ich charakterystyce.