Ce este o particulă subatomică?

Particulele care alcătuiesc atomii pot fi imaginate în moduri diferite - de exemplu, sub formă de particule de praf circular. Ele sunt atât de mici încât fiecare specie nu poate fi considerată separat. Toată substanța care este în lumea înconjurătoare este formată din astfel de particule. Care sunt particulele care alcătuiesc atomii?

definiție

Particula subatomică este una dintre acele "cărămizi", din care este construită întreaga lume înconjurătoare. Aceste particule includ protoni și neutroni, care fac parte din nucleele atomice. Electronii care se rotesc în jurul nucleelor ​​aparțin, de asemenea, acestei categorii. Cu alte cuvinte, particulele subatomice din fizică sunt protoni, neutroni și electroni. De regulă, într-o lume obișnuită pentru o persoană, particule de un fel diferit nu apar - trăiesc foarte puțin. Când se termină secolul, se produce degradarea lor în particule obișnuite.

Numărul acelor particule subatomice care trăiesc relativ pe scurt, până în prezent, numerotate în sute. Numărul lor este atât de mare încât oamenii de știință nu mai folosesc numele obișnuite pentru desemnarea lor. La fel ca și stelele, li se atribuie deseori desemnări numerice și alfabetice.

Caracteristici principale

Printre cele mai importante caracteristici ale oricărei particule subatomice se numără rotația, sarcina electrică și, de asemenea, masa. Deoarece deseori greutatea particulei se dovedește a fi legată de masă, unele particule sunt în mod tradițional numite "grele". Ecuația care Einstein a dat (E = mc2), indică faptul că masa particulelor subatomice depinde de energia și viteza. În ceea ce privește sarcina electrică, este întotdeauna un multiplu al unității fundamentale. De exemplu, dacă încărcarea de proton este +1, atunci încărcarea de electroni este -1. Cu toate acestea, unele dintre particulele subatomice, de exemplu, un foton sau un neutrino, nu au o sarcină electrică deloc.

De asemenea, o caracteristică importantă este durata de viață a particulelor. Mai recent, oamenii de stiinta au fost convinsi ca electronii, fotonii, precum si neutronii si protonii sunt complet stabili si durata lor de viata este aproape infinita. Cu toate acestea, acest lucru nu este în întregime adevărat. Neutronul, de exemplu, rămâne stabil doar până când este "eliberat" din nucleul atomului. După aceea, durata vieții sale este în medie de 15 minute. Toate particulele instabile sunt supuse procesului de decădere cuantică, care nu poate fi niciodată complet previzibilă.

Cercetarea particulelor

Atomul a fost considerat indivizibil - până când structura sa a fost descoperită. Aproximativ un secol în urmă, Rutherford a produs celebrele sale experimente, care au constat în bombardarea unei foi subțiri un flux de particule alfa. Sa dovedit că atomii materiei sunt practic goi. Iar în centrul atomului este tot ceea ce noi numim nucleul atomic - este de aproximativ o mie de ori mai mică decât atomul însuși. În acel moment, oamenii de știință au crezut că atomul constă din două tipuri de particule - nucleul și electronii.

De-a lungul timpului, oamenii de stiinta au intrebarea: de ce protonul, electronul si pozitronul se lipesc impreuna si nu se dezintegreaza in directii diferite sub influenta fortelor Coulomb? Și, de asemenea, pentru oamenii de știință din acea vreme, a rămas neclar: dacă aceste particule sunt elementare, nu li se poate întâmpla nimic și trebuie să trăiască pentru totdeauna.

Odată cu dezvoltarea fizicii cuantice, cercetătorii au descoperit că un neutron este predispus la descompunere și, în același timp, destul de rapid. Se rupe într-un proton, un electron și altceva imposibil de prins. Acesta din urmă a fost văzut din cauza lipsei de energie. Apoi oamenii de știință au presupus că lista particulelor elementare a fost epuizată, dar acum se știe că acest lucru este departe de a fi cazul. A fost descoperită o nouă particulă numită neutrino. Nu poartă încărcătură electrică și are o masă extrem de mică.

neutron

Neutronul este o particulă subatomică care are o încărcătură electrică neutră. Masa lui este de aproape 2000 de ori mai mare decât masa unui electron. Deoarece neutroni sunt o clasă de particule neutre, ele interacționează direct cu nuclee de atomi, și nu cu cochilii de electroni. Neutronii au, de asemenea, un moment magnetic, care permite oamenilor de știință să investigheze structura magnetică microscopică a materiei. Radiația neutronică este inofensivă chiar și pentru organismele biologice.

Particule subatomice - protoni

Oamenii de știință au aflat că aceste "cărămizi de materie" constau din trei cuarci. Protonul este o particulă încărcată pozitiv. Masa protonului depășește masa de electroni de 1836 de ori. Un proton și un electron, conectat, formează cel mai simplu element chimic - un atom de hidrogen. Până de curând se credea că protonii nu se poate schimba raza sa, în funcție de care electronii se deplasează peste ele. Protonul este o particulă încărcată electric. Conectarea la un electron se transformă într-un neutron.

electron

Acest electron este o particulă, oamenii de stiinta cred ca acum a fost descoperit pentru prima data de fizicianul englez John. Thomson în 1897, este un obiect elementar sau un punct. Acesta este numele unei particule subatomice într-un atom care nu are structura proprie - nu este alcătuit din alte componente mai mici. În combinație cu un proton și un neutron, un electron formează un atom. Acum, oamenii de știință nu și-au dat seama încă de ce constă această particulă. Un electron este o particulă care are o încărcătură electrică infinitezimală. Cuvântul „electron“ în greacă înseamnă vechi „chihlimbar“ - a fost cercetatorii de chihlimbar Grecia utilizate pentru a investiga fenomenele de energie electrică. Acest termen a fost propus de fizicianul britanic în 1894, J. Stoney.

De ce trebuie să studiem particulele elementare?

Cel mai simplu răspuns la întrebarea de ce oamenii de știință au nevoie de cunoștințe despre particulele subatomice, este: să aibă informații cu privire la structura internă a atomului. Cu toate acestea, o astfel de afirmație conține doar o fracțiune din adevăr. De fapt, oamenii de stiinta studiaza nu numai structura internă a atomului - domeniul principal al cercetării este ciocnirea particulelor de materie. Atunci când aceste particule cu o energie enormă, se ciocnesc unele cu altele la viteze mari, în sensul literal al cuvântului există o naștere a unei lumi noi, și fragmentele de materie rămase după coliziune, ajutând pentru a descoperi secretele naturii, a fost întotdeauna un mister pentru oamenii de stiinta.