Subatominės dalelės, kurias turėtumėte žinoti

Elementariosios ir subatominės dalelės

Trys pagrindinės subatominės atomo dalelės yra protonai, neutronai ir elektronai. Matsas Perssonas / Getty Images

The atomas yra į mažiausia materijos dalelė nei negalima padalyti naudojant chemines priemones, tačiau atomai susideda iš mažesnių gabalėlių, vadinamų subatominėmis dalelėmis. Ją dar labiau suskaidant, subatominės dalelės dažnai susideda iš elementariųjų dalelių . Štai trys pagrindinės atomo subatominės dalelės, jų elektriniai krūviai, masės ir savybės. Iš ten sužinokite apie kai kurias pagrindines elementarias daleles.

Protonai

Protonai yra teigiamai įkrautos dalelės, randamos atomo branduolyje. goktugg / Getty Images

Pats pagrindinis atomo vienetas yra protonas nes protonų skaičius atome lemia jo, kaip elemento, tapatybę. Techniškai pavieniu protonu galima laikyti elemento (šiuo atveju vandenilio) atomą.

Grynasis mokestis: +1

Masė ramybės būsenoje: 1,67262 × 10⁻²⁷kilogramas

Neutronai

Kaip ir protonai, neutronai randami atomo branduolyje. Jie yra maždaug tokio pat dydžio kaip protonai, tačiau neturi grynojo elektros krūvio. alengo / Getty Images

The atomo branduolys susideda iš dviejų subatominių dalelių, kurias tarpusavyje sujungia stipri branduolinė jėga. Viena iš šių dalelių yra protonas. Kitas yra neutronas . Neutronai yra maždaug tokio pat dydžio ir masės kaip protonai, tačiau jie neturi grynojo elektros krūvio arba yra elektriniai neutralus . Neutronų skaičius atome neturi įtakos jo tapatybei, bet lemia jo izotopas .

Grynasis krūvis: 0 (nors kiekvienas neutronas susideda iš įkrautų subatominių dalelių)

Masė ramybės būsenoje: 1,67493 × 10⁻²⁷kg (šiek tiek didesnis nei protonas)

Elektronai

Elektronai yra mažos neigiamo krūvio dalelės. Jie skrieja aplink atomo branduolį. Lawrence'as Lawry / Getty Images

Trečias pagrindinis subatominių dalelių tipas atome yra elektronas . Elektronai yra daug mažesni už protonus ar neutronus ir paprastai skrieja aplink atomo branduolį gana dideliu atstumu nuo jo šerdies. Kalbant apie elektrono dydį, protonas yra 1863 kartus masyvesnis. Kadangi elektrono masė tokia maža, skaičiuojant atomo masės skaičių atsižvelgiama tik į protonus ir neutronus.

Grynasis mokestis: -1

Masė ramybės būsenoje: 9,10938356 × 10⁻³¹kilogramas

Kadangi elektronas ir protonas turi priešingus krūvius, jie yra traukiami vienas prie kito. Taip pat svarbu pažymėti, kad elektrono ir protono krūvis, nors ir priešingas, yra vienodo dydžio. Neutralus atomas turi vienodą skaičių protonų ir elektronų.

Kadangi elektronai skrieja aplink atomų branduolius, jie yra subatominės dalelės, turinčios įtakos cheminėms reakcijoms. Elektronų praradimas gali sukelti teigiamo krūvio rūšių, vadinamų katijonais, susidarymą. Gaunant elektronus gali atsirasti neigiamų rūšių, vadinamų anijonais. Chemija iš esmės yra elektronų perdavimo tarp atomų ir molekulių tyrimas.

Elementariosios dalelės

Sudėtinės dalelės susideda iš dviejų ar daugiau elementariųjų dalelių. Elementariosios dalelės negali būti toliau skirstomos į mažesnius subvienetus. BlackJack3D / Getty Images

Subatominės dalelės gali būti klasifikuojamos kaip sudėtinės arba elementarios dalelės. Sudėtinės dalelės yra sudarytos iš mažesnių dalelių. Elementariosios dalelės negali būti suskirstytos į mažesnius vienetus.

Standartinis fizikos modelis apima bent:

• 6 kvarkų skoniai: aukštyn, žemyn, viršuje, apačioje, keista, įkrova
• 6 rūšių leptonai: elektronas, miuonas, tau, elektroninis neutrinas, miuono neutrinas, tau neutrinas
• 12 gabaritų bozonų, įskaitant fotoną, 3 W ir Z bozonus ir 8 gliuonus
• Higso bozonas

Yra ir kitų siūlomų elementariųjų dalelių, įskaitant gravitoną ir magnetinį monopolį.

Taigi, elektronas yra subatominė dalelė, elementarioji dalelė ir leptono tipas. Protonas yra subatominė sudėtinė dalelė, sudaryta iš dviejų aukštyn ir vieno žemyn kvarko. Neutronas yra subatominė sudėtinė dalelė, susidedanti iš dviejų žemyn kvarkų ir vieno aukštyn kvarko.

Hadronai ir egzotinės subatominės dalelės

Pi-plus mezonas, hadrono tipas, kuriame rodomi kvarkai (oranžinė) ir gliuonai (balta). Dorling Kindersley / Getty Images

Sudėtinės dalelės taip pat gali būti suskirstytos į grupes. Pavyzdžiui, hadronas yra sudėtinė dalelė, sudaryta iš kvarkų, kuriuos stipri jėga laiko kartu taip pat, kaip protonai ir neutronai jungiasi, sudarydami atominius branduolius.

Yra dvi pagrindinės hadronų šeimos: barionai ir mezonai. Barionai susideda iš trijų kvarkų. Mezonai susideda iš vieno kvarko ir vieno antikvarko. Be to, yra egzotiškų hadronų, egzotiškų mezonų ir egzotiškų barionų, kurie neatitinka įprastų dalelių apibrėžimų.

Protonai ir neutronai yra dviejų tipų barionai, taigi ir du skirtingi hadronai. Pionai yra mezonų pavyzdžiai. Nors protonai yra stabilios dalelės, neutronai yra stabilūs tik tada, kai yra surišti su atomo branduoliais (pusėjimo trukmė apie 611 sekundžių). Kiti hadronai yra nestabilūs.

Dar daugiau dalelių nuspėja supersimetrinės fizikos teorijos. Pavyzdžiai apima neutralinus, kurie yra neutralių bozonų superpartneriai, ir sleptonus, kurie yra leptonų superpartneriai.

Be to, yra antimedžiagos dalelės atitinkančios medžiagos daleles. Pavyzdžiui, pozitronas yra elementarioji dalelė, kuri yra elektrono atitikmuo. Kaip ir elektrono, jo sukinys yra 1/2 ir identiška masė, tačiau jo elektrinis krūvis yra +1.