Les partícules que formen els àtoms es poden imaginar de diferents maneres, per exemple, en forma de partícules de pols rodones. Són tan petits que cada gra de pols no es pot considerar per separat. Tota la matèria que hi ha al món circumdant està formada per aquestes partícules. Quines són les partícules que formen els àtoms?
Definició
Una partícula subatòmica és un d'aquests "maons" a partir dels quals està construït el món sencer. Aquestes partícules inclouen protons i neutrons, que formen part dels nuclis atòmics. Els electrons que giren al voltant dels nuclis també pertanyen a aquesta categoria. En altres paraules, les partícules subatòmiques en física són protons, neutrons i electrons. Al món conegut per l'home, per regla general, no es troben partícules d'un altre tipus: viuen inusualment curts. Quan s'acaba la seva edat, es descomponen en partícules normals.
El nombre d'aquelles partícules subatòmiques que viuen relativament curtes, avui és de centenars. El seu nombre és tan gran que els científics ja no els fan servir els noms habituals. Com les estrelles, sovint se'ls assigna designacions numèriques i alfabètiques.
Funcions clau
El gir, la càrrega elèctrica i la massa es troben entre les característiques més importants de qualsevol partícula subatòmica. Com que el pes d'una partícula sovint s'associa amb la massa, algunes de les partícules s'anomenen tradicionalment "pesades". L'equació d'Einstein (E=mc2) indica que la massa d'una partícula subatòmica depèn directament de la seva energia i velocitat. Pel que fa a la càrrega elèctrica, sempre és múltiple de la unitat fonamental. Per exemple, si la càrrega d'un protó és +1, aleshores la càrrega d'un electró és -1. Tanmateix, algunes de les partícules subatòmiques, com ara el fotó o el neutrin, no tenen cap càrrega elèctrica.
A més, una característica important és la vida útil de la partícula. Més recentment, els científics han confiat que els electrons, els fotons, així com els neutrins i els protons són perfectament estables i la seva vida útil és gairebé infinita. Tanmateix, això no és del tot cert. El neutró, per exemple, es manté estable només fins que és "alliberat" del nucli d'un àtom. Després d'això, la seva vida útil és de mitjana de 15 minuts. Totes les partícules inestables pateixen un procés de desintegració quàntica que mai pot ser completament previsible.
Investigació de partícules
L'àtom es va considerar indivisible fins que es va descobrir la seva estructura. Fa aproximadament un segle, Rutherford va fer els seus famosos experiments, que consistien a bombardejar una fina làmina amb un corrent de partícules alfa. Va resultar que els àtoms de la matèria estan pràcticament buits. I al centre de l'àtom hi ha tot el que anomenem nucli de l'àtom: aixòaproximadament mil vegades més petit que el propi àtom. En aquell moment, els científics creien que l'àtom constava de dos tipus de partícules: el nucli i els electrons.
Amb el temps, els científics tenen una pregunta: per què el protó, l'electró i el positró s'uneixen i no es trenquen en diferents direccions sota la influència de les forces de Coulomb? I també per als científics d'aquella època no quedava clar: si aquestes partícules són elementals, no els pot passar res i han de viure per sempre.
Amb el desenvolupament de la física quàntica, els investigadors han descobert que el neutró està subjecte a desintegració i, al mateix temps, força ràpid. Decau en un protó, un electró i una altra cosa que no es pot captar. Aquest últim es va notar per la manca d'energia. Aleshores els científics van suposar que la llista de partícules elementals s'havia esgotat, però ara se sap que això està lluny de ser així. S'ha descobert una nova partícula anomenada neutrins. No porta càrrega elèctrica i té una massa molt baixa.
Neutron
El neutró és una partícula subatòmica que té una càrrega elèctrica neutra. La seva massa és gairebé 2.000 vegades la massa d'un electró. Com que els neutrons pertanyen a la classe de les partícules neutres, interaccionen directament amb els nuclis dels àtoms, i no amb les seves capes d'electrons. Els neutrons també tenen un moment magnètic que permet als científics explorar l'estructura magnètica microscòpica de la matèria. La radiació de neutrons és inofensiva fins i tot per als organismes biològics.
Partícula subatòmica – protó
Els científics han descobert que aquestsEls "maons de matèria" estan formats per tres quarks. El protó és una partícula carregada positivament. La massa del protó supera la massa de l'electró en 1836 vegades. Un protó i un electró es combinen per formar l'element químic més simple, l'àtom d'hidrogen. Fins fa poc, es creia que els protons no poden canviar el seu radi segons quins electrons orbitin per sobre d'ells. Un protó és una partícula carregada elèctricament. En connectar-se amb un electró, es converteix en un neutró.
Electron
L'electró va ser descobert per primera vegada pel físic anglès J. Thomson l'any 1897. Aquesta partícula, tal com creuen ara els científics, és un objecte elemental o puntual. Aquest és el nom d'una partícula subatòmica en un àtom, que no té la seva pròpia estructura, no consta d' altres components més petits. En unió amb un protó i un neutró, un electró forma un àtom. Ara els científics encara no han esbrinat en què consisteix aquesta partícula. Un electró és una partícula que té una càrrega elèctrica infinitesimal. La mateixa paraula "electró" en traducció del grec antic significa "ambre"; després de tot, els científics de l'Hèl·lade van utilitzar l'ambre per investigar els fenòmens de l'electricitat. Aquest terme va ser proposat pel físic britànic el 1894, J. Stoney.
Per què estudiar les partícules elementals?
La resposta més senzilla a la pregunta de per què els científics necessiten saber sobre les partícules subatòmiques és: tenir informació sobre l'estructura interna de l'àtom. Tanmateix, aquesta afirmació només conté un gra de veritat. ATDe fet, els científics estudien no només l'estructura interna de l'àtom, sinó que el camp principal de la seva investigació és la col·lisió de les partícules més petites de la matèria. Quan aquestes partícules extremadament energètiques xoquen entre elles a gran velocitat, neix literalment un món nou i els fragments de matèria que queden després de les col·lisions ajuden a desentranyar els misteris de la natura que sempre han estat un misteri per als científics.
