Kaj je subatomski delec?

Delce, ki tvorijo atome, lahko predstavljamo na različne načine - na primer v obliki krožnih prašnih delcev. So tako majhni, da se vsaka taka pika ne more obravnavati ločeno. Vse snovi, ki so v okoliškem svetu, so sestavljene iz takšnih delcev. Kakšni so delci, ki tvorijo atome?

Opredelitev

Subatomski delec je ena od tistih "opek", od katerih je zgrajen celotni okoliški svet. Ti delci vključujejo protone in nevtrone, ki so del atomskih jeder. V to kategorijo sodijo tudi elektroni, ki se vrtijo okoli jeder. Z drugimi besedami, subatomski delci v fiziki so protoni, nevtroni in elektroni. Praviloma v svetu, ki je običajen za človeka, se ne pojavijo delci druge vrste - živijo zelo malo. Ko se konča njihov stol, pride do razpadanja v navadne delce.

Število tistih subatomskih delcev, ki živijo sorazmerno na kratko, do danes, štejejo v stotinah. Njihovo število je tako veliko, da znanstveniki ne uporabljajo več običajnih imen za njihovo imenovanje. Tako kot zvezde so pogosto dodeljene številske in abecedne oznake.

Glavne značilnosti

Med najpomembnejšimi značilnostmi vsakega subatomskega delca so spin, električni naboj in tudi masa. Ker se pogosto teža delca izkaže za povezano z maso, se nekateri delci tradicionalno imenujejo "težki". Enačba, ki Einstein dobimo (E = mc2), kaže, da je masa subatomskoj delcev je odvisna od njegove energije in hitrosti. Kar se tiče električnega naboja, je vedno večkratna osnovna enota. Na primer, če je polnitev protona +1, potem je elektronski nabor -1. Vendar pa nekateri subatomski delci, na primer foton ali nevtino, nimajo električnega naboja.

Pomembna lastnost je tudi življenjska doba delcev. Pred kratkim so znanstveniki prepričani, da so elektroni, fotoni, in nevtrini in protoni popolnoma stabilna, in njihova življenjska doba je skoraj neskončno. Vendar to ni povsem res. Nevtron, na primer, ostane stabilen le, dokler ni "osvobojen" iz jedra atoma. Po tem je njegov življenjski čas v povprečju 15 minut. Vsi nestabilni delci prestajajo proces kvantnega razpada, ki ga nikoli ni mogoče popolnoma predvideti.

Raziskave delcev

Atom je veljal za nedeljivo - dokler ni bila odkrita njegova struktura. Pred približno sto leti je Rutherford izdelal svoje znane eksperimente, ki so obsegali bombardiranje tanke pločevine tok alfa delcev. Izkazalo se je, da so atomi snovi skoraj prazni. In v središču atoma je vse, kar imenujemo jedro atoma - to je približno tisočkrat manjše od samega atoma. Takrat so znanstveniki verjeli, da atom sestavljajo dve vrsti delcev - jedro in elektroni.

Sčasoma se je pojavilo vprašanje med znanstveniki: zakaj proton, elektron in pozitron držijo skupaj in ne razpade pod vplivom Coulombovih sil? Tudi za tedanje znanstvenike je ostalo nejasno: če so ti delci osnovni, se jim nič ne more zgoditi in morajo živeti večno.

Z razvojem kvantne fizike so raziskovalci ugotovili, da je nevtron nagnjen k razpadu in hkrati precej hiter. Razbije se v proton, elektron in nekaj drugega, kar je bilo nemogoče ujeti. Slednje je bilo razvidno iz pomanjkanja energije. Potem so znanstveniki domnevali, da je seznam elementarnih delcev izčrpan, zdaj pa je znano, da je to daleč od primera. Odkril je nov delec, imenovani nevtrino. Ne nosi električnega naboja in ima izredno majhno maso.

Nevtron

Nevtron je subatomski delec, ki ima nevtralen električni naboj. Njegova masa je skoraj 2000-krat večja od mase elektronov. Ker nevtroni spadajo v razred nevtralnih delcev, sodelujejo neposredno z jedri atomov, ne pa z elektronskimi lupinami. Neutroni imajo tudi magnetni moment, ki znanstvenikom omogoča, da raziščejo mikroskopsko magnetno strukturo snovi. Nevtronsko sevanje je neškodljivo tudi za biološke organizme.

Subatomski delec - proton

Znanstveniki so ugotovili, da te "opeke snovi" sestavljajo trije kvarki. Proton je pozitivno nabit delec. Masa protona presega maso elektrona za 1836 krat. En proton in en elektron, ki povezujeta, tvorita najpreprostejši kemični element - atom vodika. Do nedavnega se je verjel, da protoni ne morejo spremeniti svojega polmera, odvisno od tega, kateri elektroni se vrtijo nad njimi. Proton je električno napolnjen delec. Povezovanje z elektronom se spremeni v nevtron.

Elektron

To elektronov je delec, znanstveniki zdaj verjamejo, je prvi odkril angleški fizik John. Thomson leta 1897, to je osnovno ali točko objekta. To je ime subatomskega delca v atomu, ki nima svoje strukture - ne vsebuje nobenih drugih, manjših sestavin. V povezavi s protonom in nevtronom elektron tvori atom. Zdaj znanstveniki še niso ugotovili, kaj vsebuje ta delec. Elektron je delec, ki ima infinitesimalno električno energijo. Beseda "elektron" v antičnih grških sredstvi "jantar" - je bila v oranžni raziskovalci v Grčiji, ki se uporabljajo za raziskovanje fenomena električne energije. Ta izraz je predlagal britanski fizik leta 1894 J. Stoney.

Zakaj moramo preučevati osnovne delce?

Najpreprostejši odgovor na vprašanje, zakaj so znanstveniki potrebovali znanje o subatomskih delcev, je: da so informacije o notranji strukturi atoma. Vendar pa taka trditev vsebuje samo del resnice. Pravzaprav znanstveniki ne raziskujejo samo notranje strukture atoma - glavno področje njihovega raziskovanja je trkanje najmanjših delcev snovi. Ko ti delci z ogromno energije, trčijo drug z drugim pri visokih hitrostih, v dobesednem pomenu besede je rojstvo novega sveta, in fragmente, ki ostanejo po trčenju, ki pomagajo pri odkrivanju skrivnosti narave, je bila vedno uganka za znanstvenike.