Co je to subatomická částic?

Částice, které tvoří atomy, lze představit různými způsoby - například ve formě kruhovitých prachových částic. Jsou tak malé, že každý takový bod nelze považovat za samostatně. Veškerá látka, která je v okolním světě, se skládá z takových částic. Jaké jsou částice, které tvoří atomy?

Definice

Subatomická částice je jednou z těch "cihel", z nichž je celý okolní svět postaven. Tyto částice zahrnují protony a neutrony, které jsou součástí atomového jádra. Do této kategorie patří také elektrony rotující kolem jader. Jinými slovy, subatomové částice ve fyzice jsou protony, neutrony a elektrony. Obvykle se ve světě obvyklém pro člověka nevyskytují částice jiného druhu - žijí velmi málo. Když končí jejich století, dochází k jejich rozpadu na obyčejné částice.

Počet těch subatomických částic, které dnes žijí poměrně krátce, jsou číslovány ve stovkách. Jejich počet je tak velký, že vědci už nepoužívají obvyklé názvy pro jejich označení. Stejně jako hvězdy jsou jim často přidělena číselná a abecední označení.

Hlavní vlastnosti

Mezi nejdůležitější vlastnosti každé subatomové částice patří spin, elektrický náboj a také hmotnost. Vzhledem k tomu, že hmotnost částice se často projevuje na hmotě, některé částice se tradičně nazývají "těžké". Rovnice, kterou odvodil Einstein (E = mc2), naznačuje, že hmotnost subatomové částice závisí přímo na její energii a na rychlosti. Pokud jde o elektrický náboj, je to vždy násobek základní jednotky. Například pokud je protonový náboj +1, pak je elektronový náboj -1. Některé subatomové částice, například foton nebo neutrino, však vůbec nemají elektrický náboj.

Důležitou vlastností je také životnost částic. Nedávno vědci byli přesvědčeni, že elektrony, fotony, neutriny a protony jsou zcela stabilní a jejich život je téměř nekonečný. To však není zcela pravdivé. Například neutron zůstává stabilní pouze dokud není "uvolněn" z jádra atomu. Poté je jeho život v průměru 15 minut. Všechny nestabilní částice procházejí procesem kvantového rozpadu, který nemůže být nikdy zcela předvídatelný.

Částečný výzkum

Tento atom byl považován za nedělitelný - dokud jeho struktura nebyla objevena. Asi před stoletím produkoval Rutherford své slavné pokusy, které spočívaly v bombardování tenkého plechu proud alfa částic. Ukázalo se, že atomy hmoty jsou prakticky prázdné. A ve středu atomu je všechno, co říkáme jádro atomu - je asi tisíckrát menší než samotný atom. V té době vědci věřili, že atom se skládá ze dvou typů částic - jádra a elektronů.

V průběhu času mají vědci otázku: Proč se protón, elektron a pozitron drží dohromady a nerozpadají se v různých směrech pod vlivem Coulombových sil? A také vědce té doby zůstaly nejasné: jsou-li tyto částice elementární, nic se jim nemůže stát a musí žít navždy.

Při vývoji kvantové fyziky výzkumníci zjistili, že neutron je náchylný ke zhroucení a současně poměrně rychlý. Rozkládá se na proton, elektron a něco jiného, ​​co bylo nemožné chytit. Ten byl viděn z nedostatku energie. Vědci pak předpokládali, že seznam elementárních částic je vyčerpaný, ale nyní je známo, že to je daleko od případu. Byla objevena nová částicka zvaná neutrina. Nemá žádný elektrický náboj a má extrémně nízkou hmotnost.

Neutron

Neutron je subatomická částic, která má neutrální elektrický náboj. Jeho hmotnost je téměř 2000krát větší než hmotnost elektronu. Protože neutrony patří do třídy neutrálních částic, interagují přímo s jádry atomů a ne s jejich elektronickými skořápkami. Neutrony mají také magnetický moment, který umožňuje vědcům zkoumat mikroskopickou magnetickou strukturu hmoty. Neutronové záření je neškodné i pro biologické organismy.

Subatomová částice - proton

Vědci zjistili, že tyto "cihly hmoty" se skládají ze tří kvarků. Proton je kladně nabitá částice. Hmotnost protonu přesahuje hmotnost elektronů o 1836krát. Jeden proton a jeden elektron, spojující se, tvoří nejjednodušší chemický prvek - atom vodíku. Až do nedávné doby se věřilo, že protony nemohou měnit jejich poloměr, v závislosti na tom, které elektrony se otáčejí nad nimi. Proton je elektricky nabitá částice. Připojení k elektronu se změní na neutron.

Electron

Elektron byl poprvé objeven anglickým fyzikem J. Thomsonem v roce 1897. Tato částice, jak věří vědci, je elementární nebo bodový objekt. Tzv subatomární částice v atomu, který nemá svou vlastní strukturu - není členem žádné dalších, menších, složek. Ve spojení s protonem a neutronem tvoří elektron atom. Nyní vědci dosud nezjistili, z čeho se tato částicka skládá. Elektron je částice, která má nekonečně malý elektrický náboj. Samotné slovo "elektron" v překladu z starověkého řeckého znamená "jantar" - koneckonců to bylo jantarové, že vědci z Hellas používali k vyšetřování javů elektřiny. Tento termín navrhl britský fyzik v roce 1894 J. Stoney.

Proč potřebujeme studovat elementární částice?

Nejjednodušší odpověď na otázku, proč vědci potřebují poznatky o subatomických částic, zní takto: pro získání informací o vnitřní struktuře atomu. Takové tvrzení však obsahuje jen zlomek pravdy. Vědci ve skutečnosti studují nejen vnitřní strukturu atomu - hlavní oblastí jejich výzkumu je kolize nejmenších částic hmoty. Když se tyto částice s obrovskou energií, se srazí s sebou při vysokých rychlostech, v pravém slova smyslu je zrození nového světa, a fragmenty, která zbývá po srážce hmoty, pomáhají odhalit tajemství přírody, byl vždy záhadou pro vědce.