Υποατομικά σωματίδια που πρέπει να γνωρίζετε

ο το άτομο είναι ο το μικρότερο σωματίδιο της ύλης από ό, τι δεν μπορεί να χωριστεί με χημικά μέσα, αλλά τα άτομα αποτελούνται από μικρότερα κομμάτια, που ονομάζονται υποατομικά σωματίδια. Τον σπάσει ακόμα περισσότερο, τα υποατομικά σωματίδια συχνά αποτελούνται από στοιχειώδη σωματίδια. Ας δούμε τα τρία μεγάλα υποατομικά σωματίδια ενός ατόμου, τα ηλεκτρικά τους φορτία, τις μάζες και τις ιδιότητές τους. Από εκεί, μάθετε για μερικά βασικά στοιχειώδη σωματίδια.

Ο τρίτος κύριος τύπος υποατομικού σωματιδίου σε ένα άτομο είναι το ηλεκτρόνιο. Τα ηλεκτρόνια είναι πολύ μικρότερα από τα πρωτόνια ή τα νετρόνια και τυπικά τροχίζουν έναν ατομικό πυρήνα σε σχετικά μεγάλη απόσταση από τον πυρήνα του. Για να βάλουμε το μέγεθος του ηλεκτρονίου σε προοπτική, ένα πρωτόνιο είναι 1863 φορές πιο μαζικό. Επειδή η μάζα του ηλεκτρονίου είναι τόσο χαμηλή, μόνο τα πρωτόνια και τα νετρόνια λαμβάνονται υπόψη κατά τον υπολογισμό του αριθμού μάζας ενός ατόμου.

Καθαρή χρέωση: -1

Μάζα ανάπαυσης: 9.10938356 × 10⁻³¹ κιλό

Επειδή το ηλεκτρόνιο και το πρωτόνιο έχουν αντίθετα φορτία, έλκονται μεταξύ τους. Είναι επίσης σημαντικό να σημειώσουμε ότι η φόρτιση ενός ηλεκτρονίου και ενός πρωτονίου, ενώ αντίθετα, είναι ίσες σε μέγεθος. Ένα ουδέτερο άτομο έχει ίσο αριθμό πρωτονίων και ηλεκτρονίων.

Επειδή τα ηλεκτρόνια τροχίζουν γύρω από τους ατομικούς πυρήνες, είναι τα υποατομικά σωματίδια που επηρεάζουν τις χημικές αντιδράσεις. Η απώλεια των ηλεκτρονίων μπορεί να οδηγήσει στη δημιουργία θετικών φορτισμένων ειδών που ονομάζονται κατιόντα. Τα ηλεκτρόνια που παράγουν μπορούν να αποδώσουν αρνητικά είδη που ονομάζονται ανιόντα. Η χημεία είναι ουσιαστικά η μελέτη της μεταφοράς ηλεκτρονίων μεταξύ ατόμων και μορίων.

Τα υποατομικά σωματίδια μπορούν να ταξινομηθούν είτε ως σύνθετα σωματίδια είτε ως στοιχειώδη σωματίδια. Τα σύνθετα σωματίδια αποτελούνται από μικρότερα σωματίδια. Τα στοιχειώδη σωματίδια δεν μπορούν να υποδιαιρεθούν σε μικρότερες μονάδες.

Το πρότυπο μοντέλο φυσικής περιλαμβάνει τουλάχιστον:

• 6 γεύσεις κουάρκ: πάνω, κάτω, πάνω, κάτω, περίεργα, χρέωση
• 6 είδη λεπτών: ηλεκτρόνιο, μιόνιο, ταου, ουδέτερο ηλεκτρονίων, νετρίνο μιονίου, νετρίνο ταυ
• 12 βοσόνια μετρητών, τα οποία περιλαμβάνουν το φωτόνιο, 3 b και z bosons, και 8 gluons
• μποζόνιο Χιγκς

Υπάρχουν και άλλα προτεινόμενα στοιχειώδη σωματίδια, συμπεριλαμβανομένου του graviton και του μαγνητικού μονοπωλίου.

Έτσι, το ηλεκτρόνιο είναι ένα υποατομικό σωματίδιο, ένα στοιχειώδες σωματίδιο και ένας τύπος λεπτών. Ένα πρωτόνιο είναι ένα υποατομικό σύνθετο σωματίδιο αποτελούμενο από δύο μέχρι κουάρκ και ένα κάτω κουάρκ. Ένα νετρόνιο είναι ένα υποατομικό σύνθετο σωματίδιο που αποτελείται από δύο κάτω κουάρκ και ένα κουάρκ.

Τα σύνθετα σωματίδια μπορούν επίσης να χωριστούν σε ομάδες. Για παράδειγμα, ένα αδρόνιο είναι ένα σύνθετο σωματίδιο αποτελούμενο από κουάρκ που συγκρατούνται από την ισχυρή δύναμη με τον ίδιο τρόπο που τα πρωτόνια και τα νετρόνια δεσμεύονται μαζί για να σχηματίσουν ατομικούς πυρήνες.

Υπάρχουν δύο κύριες οικογένειες αδρόνων: βαρυονίων και μεσονίων. Τα βαρυόνια αποτελούνται από τρία κουάρκ. Τα μεσόνια αποτελούνται από ένα κουάρκ και ένα αντι-κουάρκ. Επιπλέον, υπάρχουν εξωτικά αδρόνια, εξωτικά μεσόνια και εξωτικά βαρυόνια, τα οποία δεν ταιριάζουν με τους συνήθεις ορισμούς των σωματιδίων.

Τα πρωτόνια και τα νετρόνια είναι δύο τύποι βαρυονίων και επομένως δύο διαφορετικά αδρόνια. Τα πόνυ είναι παραδείγματα μεσονίων. Αν και τα πρωτόνια είναι σταθερά σωματίδια, τα νετρόνια είναι σταθερά μόνο όταν δεσμεύονται σε ατομικούς πυρήνες (χρόνος ημιζωής περίπου 611 δευτερόλεπτα). Άλλα αδρόνια είναι ασταθή.

Ακόμα περισσότερα σωματίδια προβλέπονται από υπερσυμμετρικές θεωρίες φυσικής. Παραδείγματα περιλαμβάνουν τα neutralinos, τα οποία είναι superpartners των ουδέτερων bosons, και sleptons, τα οποία είναι superpartners των λεπτών.

Επίσης, υπάρχουν σωματίδια αντιύλης που αντιστοιχεί στα σωματίδια της ύλης. Για παράδειγμα, το ποζιτρόνιο είναι ένα στοιχειώδες σωματίδιο που είναι το αντίστοιχο του ηλεκτρονίου. Όπως ένα ηλεκτρόνιο, έχει μια περιστροφή 1/2 και μια ίδια μάζα, αλλά έχει ένα ηλεκτρικό φορτίο +1.