Det subatomære partikler De er mindre end atomet og findes i naturen, næsten alle udgør en del af det. Vi kender godt de vigtigste og mest stabile, som er elektronen, protonen og neutronen..
Al materie er sammensat af disse partikler, skønt der er andre, skønt deres eksistens blev ignoreret i lang tid. De første atommodeller, der stammer fra nogle få århundreder før Kristus, antog at atomerne var udelelige, noget som kugler, der når de kombineres på en bestemt måde gav anledning til de forskellige elementer.
Da det blev kendt, at dette ikke var tilfældet, takket være opdagelserne af elektronen i det 19. århundrede og atomkernen i begyndelsen af det 20. århundrede, vidste forskerne, om disse partikler havde en intern struktur.
Det viste sig, at ja, både protonen og neutronen er partikler, der består af endnu mindre, som ikke har nogen indre struktur: de er elementære partikler.
Derfor er subatomære partikler opdelt i:
De elementære partikler er kvarker, gluoner og leptoner. Kvarkerne og gluonerne udgør protonerne og neutronerne, mens elektronen, en elementær partikel, er et lepton.
Artikelindeks
Opdagelserne af subatomære partikler begyndte i det 19. århundrede, og den første, der blev fundet, var elektronen.
I 1890 havde fysikerne meget travlt med at studere stråling og transmission af elektromagnetiske bølger. J. J. Thomson var en af dem, og han gennemførte adskillige eksperimenter med et rør, der havde fjernet luften og et par elektroder fastgjort..
Da en spænding blev påført, blev der produceret mystiske stråler, kaldet katodestråler, hvis natur var ukendt, indtil J. J. Thomson (1856-1940) opdagede, at de bestod af en strøm af negativt ladede partikler.
Thomson opnåede kvotienten mellem ladningen og massen af disse partikler: 1,76 x 108 C / g, hvor C betyder coulomb, enheden til elektrisk opladning i det internationale system for enheder og g er gram.
Og han fandt to meget vigtige ting, den første, at massen af partiklerne var ekstremt lille, og for det andet, at denne værdi var den samme for dem alle, uanset hvad elektroderne var lavet af..
Værdien af ladningen blev fundet kort efter, i begyndelsen af 1900'erne, af den amerikanske fysiker Robert Millikan (1868-1953) og hans samarbejdspartnere takket være eksperimentet med dråben olie.
I slutningen af det 19. århundrede havde Henri Becquerel (1852-1908) opdaget fænomenet naturlig radioaktivitet, der fascinerede andre fysikere som Marie og Pierre Curie såvel som den nye Zealander Ernest Rutherford..
Sidstnævnte fandt tre forskellige typer stråling fra prøver af uran, et kendt radioaktivt element. Han navngav dem med de første tre bogstaver i det græske alfabet: α, β og γ.
Ved hjælp af de meget energiske, positivt ladede α-partikler bombarderede Rutherford tynde guldfolier og fandt ud af, at de fleste α-partikler som forventet passerede gennem folierne uden problemer.
Men mærkeligt nok blev en lille del af partiklerne afbøjet, og nogle få hoppede endda i den modsatte retning. Sidstnævnte var utænkelig, for som Rutherford hævdede, var det som at skyde en riffel på et tyndt lommetørklæde og se kuglerne vende tilbage..
Årsagen til, at α-partiklerne afbøjes, er, at der er noget inde i arket, der afviser dem, og derfor skal det være positivt ladet. Det er atomkernen, lille i størrelse, men indeholder næsten hele atomets masse.
Neutronen tog lidt længere tid at finde og skyldtes den engelske fysiker James Chadwick (1891-1974), en studerende ved Rutherford. Rutherford selv havde foreslået eksistensen af en ikke-ladet partikel i kernen for at forklare, hvorfor den ikke går i opløsning på grund af elektrostatisk frastødning.
Chadwicks eksperimenter afslørede i 1932 eksistensen af en massepartikel, der meget ligner protonens, men uden opladning. Derfor kaldte de det en neutron, og sammen med protonen er de væsentlige komponenter i atomkernen.
Generelt er subatomære partikler karakteriseret ved at have:
Spin er en kvalitet, der er analog med rotation omkring aksen, men helt kvantumagtig. Og på den anden side er der partikler med ladning og masse 0, som foton.
Elektronen er en stabil, subatomær partikel, negativt ladet og tilhører gruppen af leptoner, der er den med den laveste masse. Det er en væsentlig del af atomet, men det kan eksistere isoleret fra det, i form af frie elektroner.
Faktisk er det den mindste elektriske ladning, der findes i naturen, så enhver anden ladning er et multiplum af elektronens, ifølge princippet om ladningskvantisering..
Dets vigtigste egenskaber er:
Elektronen er ansvarlig for dannelsen af kemiske bindinger samt elektrisk og termisk ledning. Og takket være kvantemekanik ved vi, at elektronen har en dobbelt adfærd: bølge og partikel på samme tid.
Det er en elektrisk ladet partikel, hvis ladning er den samme i størrelse som elektronens, men med det modsatte tegn..
Protonen er ikke en elementær partikel som elektronen, men er sammensat af tre kvarker forbundet med hinanden gluoner og det er meget mere massivt end elektronen.
I modsætning til dette er protonen begrænset til atomkernen, og dens størrelse bestemmer hvilket element det er såvel som dets egenskaber..
Neutronen sammen med protonen udgør atomkernen, og den er også sammensat af tre kvarker: to af typen ned og en slags op.
Det er en stabil partikel inden i atomkernen, men som en fri partikel henfalder den med en halveringstid på ca. 10,3 minutter. Dens masse er lidt større end protonens, og som vi har sagt, har den ingen nettoladning..
Antallet af neutroner i et atom er vigtigt, for selv om det ikke bestemmer elementets natur, som protonen gør, bestemmer det imidlertid isotopklassen..
Isotoperne af et element er varianter af det, og deres adfærd kan være helt forskellig fra hinanden. Der er stabile og ustabile, for eksempel har hydrogen deuterium og tritium som isotoper.
Ved at bombardere atomerne i visse uran- og plutoniumforbindelser med neutroner nedbrydes kernens fission og nedbrydes til partikler. Den nukleare kædereaktion, der opstår, er i stand til at udsende en stor mængde energi.
De er bestanddele af protoner og neutroner. Indtil videre er der fundet 6 typer kvarker, men ingen som en fri partikel, men snarere forbundet med at danne andre sammensatte partikler.
Beviset for dets eksistens blev opnået gennem eksperimenter udført siden 1960'erne med Stanford lineær accelerator og senere på CERN.
Begyndende i 1930 fulgte opdagelserne af nye partikler, mange forudsagt af teorien. Standardmodellen for partikler betragter eksistensen af 17 typer grundlæggende partikler blandt kvarker, leptoner, bosoner og Higgs-bosonen..
De har også deres respektive antipartikler, som, når de interagerer, udslettes og genererer nye partikler. Her er nogle af dem:
-Positron, identisk med elektronen, men positivt ladet.
-Neutrino, gratis.
-meson.
-Bosoner, som bærer grundlæggende interaktioner, undtagen tyngdekraften.
-Higgs-bosonen, ansvarlig for masse.
-Graviton, er en partikel, der foreslås for at forklare tyngdekraften, men der er stadig ingen beviser for, at den eksisterer.
Endnu ingen kommentarer