Subatomske delce, ki jih morate vedeti

Elementarni in subatomski delci

Tri glavne subatomske delce atoma so protoni, nevtroni in elektroni.
Tri glavne subatomske delce atoma so protoni, nevtroni in elektroni.Mats Persson / Getty Images

The atom je the najmanjši delček snovi ni mogoče razdeliti s kemičnim sredstvom, ampak atome sestavljajo manjši kosi, imenovani subatomski delci. Če ga še bolj razbijemo, subatomske delce pogosto sestavljajo elementarne delce. Tukaj je prikaz treh glavnih subatomskih delcev v atomu, njihovih električnih nabojev, mas in lastnosti. Od tam spoznajte nekaj ključnih elementarnih delcev.

Elektroni

Elektroni so drobni negativno nabiti delci. Orbitirajo okoli jedra atoma.
Elektroni so drobni negativno nabiti delci. Orbitirajo okoli jedra atoma.Lawrence Lawry / Getty Images

Tretja glavna vrsta subatomskih delcev v atomu je elektron. Elektroni so veliko manjši od protonov ali nevtronov in običajno krožijo atomsko jedro na razmeroma veliki razdalji od njegovega jedra. Če pogledamo velikost elektrona, je proton 1863-krat bolj masiven. Ker je masa elektrona tako majhna, se pri izračunu masnega števila atoma upoštevajo samo protoni in nevtroni.

Neto strošek: -1

instagram viewer

Masa počitka: 9.10938356 × 10−31 kg

Ker imata elektrona in protona nasprotna naboja, se drug drugemu privlačita. Pomembno je upoštevati tudi naboj elektrona in protona, medtem ko sta nasprotno po velikosti enaki. Nevtralni atom ima enako število protonov in elektronov.

Ker elektroni krožijo okoli atomskih jeder, so to subatomski delci, ki vplivajo na kemijske reakcije. Izguba elektronov lahko privede do nastanka pozitivno nabitih vrst, imenovanih kationov. Pridobivanje elektronov lahko daje negativne vrste, imenovane anioni. Kemija je v bistvu preučevanje prenosa elektronov med atomi in molekulami.

Elementarni delci

Kompozitni delci so sestavljeni iz dveh ali več elementarnih delcev. Elementarnih delcev ni mogoče nadalje razdeliti na manjše podenote.
Kompozitni delci so sestavljeni iz dveh ali več elementarnih delcev. Elementarnih delcev ni mogoče nadalje razdeliti na manjše podenote.BlackJack3D / Getty slike

Subatomske delce lahko razvrstimo med sestavljene ali elementarne delce. Kompozitni delci so sestavljeni iz manjših delcev. Elementarnih delcev ni mogoče razdeliti na manjše enote.

Standardni model fizike vključuje vsaj:

  • 6 okusov kvarkov: gor, dol, vrh, spodaj, čudno, polnjenje
  • 6 vrst leptonov: elektron, muon, tau, elektronski nevtrino, muonski nevtrino, tau nevtrino
  • 12 merilnih bozonov, ki vključujejo foton, 3 W in Z bozone ter 8 gluonov
  • Higgsov bozon

Obstajajo tudi drugi predlagani osnovni delci, vključno z gravitonskim in magnetnim monopolom.

Torej, elektron je subatomski delec, elementarni delec in vrsta leptona. Proton je subatomski sestavljeni delček, ki ga sestavljata dva navzgor kvarka in en dol kvark. Neutron je subatomski sestavljeni delček, sestavljen iz dveh navzdol kvarkov in enega navzgor kvarka.

Hadroni in eksotični subatomski delci

Pi-plus mezon, vrsta hadrona, ki prikazuje kvarke (v oranžni barvi) in gluone (v beli barvi)
Pi-plus mezon, vrsta hadrona, ki prikazuje kvarke (v oranžni barvi) in gluone (v beli barvi).Dorling Kindersley / Getty Images

Sestavljene delce lahko razdelimo tudi v skupine. Na primer, hadron je sestavljen delček, ki ga sestavljajo kvarki, ki jih močna sila drži skoraj na enak način, kot se protoni in nevtroni vežejo skupaj, da tvorijo atomska jedra.

Obstajata dve glavni družini hadronov: barijoni in mezoni. Barioni so sestavljeni iz treh kvarkov. Mesoni so sestavljeni iz enega kvarka in enega antikvarka. Poleg tega obstajajo eksotični hadroni, eksotični mezoni in eksotični barioni, ki ne ustrezajo običajnim opredelitvam delcev.

Protoni in nevtroni so dve vrsti barionov in s tem dva različna hadrona. Pioni so primeri mezonov. Čeprav so protoni stabilni delci, so nevtroni stabilni le, če so vezani v atomska jedra (razpolovni čas približno 611 sekund). Druge hadrone so nestabilne.

Še več delcev napovedujejo superpersimetrične teorije fizike. Primeri vključujejo nevtralinose, ki so superpartnerji nevtralnih bozonov, in sleptone, ki so superpartnerji leptonov.

Prav tako obstajajo delci antimaterije ki ustrezajo delcem snovi. Na primer pozitron je elementarni delček, ki je nasprotnik elektrona. Tako kot elektron ima spin 1/2 in identično maso, vendar ima električni naboj +1.