Grimcat që përbëjnë atomet mund të imagjinohen në mënyra të ndryshme - për shembull, në formën e grimcave të rrumbullakëta pluhuri. Ato janë aq të vogla sa që çdo kokërr e tillë pluhuri nuk mund të konsiderohet veçmas. E gjithë materia që është në botën përreth përbëhet nga grimca të tilla. Cilat janë grimcat që përbëjnë atomet?
Përkufizim
Një grimcë nënatomike është një nga ato "tulla" nga të cilat është ndërtuar e gjithë bota. Këto grimca përfshijnë protone dhe neutrone, të cilat janë pjesë e bërthamave atomike. Në këtë kategori bëjnë pjesë edhe elektronet që rrotullohen rreth bërthamave. Me fjalë të tjera, grimcat nënatomike në fizikë janë protonet, neutronet dhe elektronet. Në botën e njohur për njeriun, si rregull, grimcat e një lloji tjetër nuk gjenden - ato jetojnë jashtëzakonisht të shkurtër. Kur mosha e tyre mbaron, ato kalbet në grimca të zakonshme.
Numri i atyre grimcave nënatomike që jetojnë relativisht shkurt, sot është në qindra. Numri i tyre është aq i madh sa shkencëtarët nuk përdorin më emrat e zakonshëm për ta. Ashtu si yjet, atyre shpesh u caktohen emërtime numerike dhe alfabetike.
Veçoritë kryesore
Spini, ngarkesa elektrike dhe masa janë ndër karakteristikat më të rëndësishme të çdo grimce nënatomike. Meqenëse pesha e një grimce shpesh lidhet me masën, disa nga grimcat tradicionalisht quhen "të rënda". Ekuacioni i Ajnshtajnit (E=mc2) tregon se masa e një grimce nënatomike varet drejtpërdrejt nga energjia dhe shpejtësia e saj. Sa i përket ngarkesës elektrike, ajo është gjithmonë një shumëfish i njësisë themelore. Për shembull, nëse ngarkesa e një protoni është +1, atëherë ngarkesa e një elektroni është -1. Megjithatë, disa nga grimcat nënatomike, të tilla si fotoni ose neutrinoja, nuk kanë fare ngarkesë elektrike.
Gjithashtu, një karakteristikë e rëndësishme është jetëgjatësia e grimcës. Kohët e fundit, shkencëtarët kanë qenë të sigurt se elektronet, fotonet, si dhe neutrinot dhe protonet janë krejtësisht të qëndrueshme dhe jetëgjatësia e tyre është pothuajse e pafundme. Megjithatë, kjo nuk është plotësisht e vërtetë. Neutroni, për shembull, mbetet i qëndrueshëm vetëm derisa të "çlirohet" nga bërthama e një atomi. Pas kësaj, jeta e tij është mesatarisht 15 minuta. Të gjitha grimcat e paqëndrueshme i nënshtrohen një procesi zbërthimi kuantik që nuk mund të jetë kurrë plotësisht i parashikueshëm.
Kërkim për grimcat
Atomi konsiderohej i pandashëm derisa u zbulua struktura e tij. Rreth një shekull më parë, Rutherford bëri eksperimentet e tij të famshme, të cilat konsistonin në bombardimin e një fletë të hollë me një rrymë grimcash alfa. Doli se atomet e materies janë praktikisht bosh. Dhe në qendër të atomit është gjithçka që ne e quajmë bërthama e atomit - ajorreth një mijë herë më i vogël se vetë atomi. Në atë kohë, shkencëtarët besonin se atomi përbëhej nga dy lloje grimcash - bërthama dhe elektronet.
Me kalimin e kohës, shkencëtarët kanë një pyetje: pse protoni, elektroni dhe pozitroni ngjiten së bashku dhe nuk ndahen në drejtime të ndryshme nën ndikimin e forcave të Kulonit? Dhe gjithashtu për shkencëtarët e asaj kohe mbeti e paqartë: nëse këto grimca janë elementare, atëherë asgjë nuk mund t'u ndodhë atyre dhe ato duhet të jetojnë përgjithmonë.
Me zhvillimin e fizikës kuantike, studiuesit kanë zbuluar se neutroni është subjekt i kalbjes, dhe në të njëjtën kohë mjaft i shpejtë. Ai zbërthehet në një proton, një elektron dhe diçka tjetër që nuk mund të kapej. Kjo e fundit ra në sy nga mungesa e energjisë. Atëherë shkencëtarët supozuan se lista e grimcave elementare ishte ezauruar, por tani dihet se kjo është larg nga rasti. Është zbuluar një grimcë e re e quajtur neutrino. Nuk mbart ngarkesë elektrike dhe ka një masë jashtëzakonisht të ulët.
Neutron
Neutroni është një grimcë nënatomike që ka një ngarkesë elektrike neutrale. Masa e tij është pothuajse 2000 herë më e madhe se masa e një elektroni. Meqenëse neutronet i përkasin klasës së grimcave neutrale, ato ndërveprojnë drejtpërdrejt me bërthamat e atomeve, dhe jo me predha e tyre elektronike. Neutronet gjithashtu kanë një moment magnetik që i lejon shkencëtarët të eksplorojnë strukturën magnetike mikroskopike të materies. Rrezatimi neutron është i padëmshëm edhe për organizmat biologjikë.
Grimca nënatomike – proton
Shkencëtarët kanë zbuluar se këto"Tullat e materies" përbëhen nga tre kuarke. Protoni është një grimcë e ngarkuar pozitivisht. Masa e protonit e tejkalon masën e elektronit për 1836 herë. Një proton dhe një elektron kombinohen për të formuar elementin kimik më të thjeshtë, atomin e hidrogjenit. Deri kohët e fundit, besohej se protonet nuk mund të ndryshojnë rrezen e tyre në varësi të elektroneve që rrotullohen mbi to. Një proton është një grimcë e ngarkuar elektrike. Duke u lidhur me një elektron, ai kthehet në një neutron.
Elektron
Elektroni u zbulua për herë të parë nga fizikani anglez J. Thomson në 1897. Kjo grimcë, siç besojnë shkencëtarët tani, është një objekt elementar ose pikësor. Ky është emri i një grimce nënatomike në një atom, e cila nuk ka strukturën e vet - nuk përbëhet nga ndonjë përbërës tjetër, më të vogël. Në bashkim me një proton dhe një neutron, një elektron formon një atom. Tani shkencëtarët nuk e kanë kuptuar ende se nga çfarë përbëhet kjo grimcë. Një elektron është një grimcë që ka një ngarkesë elektrike pafundësisht të vogël. Vetë fjala "elektron" në përkthim nga greqishtja e lashtë do të thotë "qelibar" - në fund të fundit, shkencëtarët e Hellas përdorën qelibarin për të hetuar fenomenet e energjisë elektrike. Ky term u propozua nga fizikani britanik në 1894, J. Stoney.
Pse të studiojmë grimcat elementare?
Përgjigja më e thjeshtë për pyetjen se pse shkencëtarët duhet të dinë për grimcat nënatomike është: të kenë informacion për strukturën e brendshme të atomit. Megjithatë, kjo deklaratë përmban vetëm një grimcë të së vërtetës. ATNë fakt, shkencëtarët studiojnë jo vetëm strukturën e brendshme të atomit - fusha kryesore e kërkimit të tyre është përplasja e grimcave më të vogla të materies. Kur këto grimca jashtëzakonisht energjike përplasen me njëra-tjetrën me shpejtësi të madhe, një botë e re lind fjalë për fjalë dhe fragmentet e materies të mbetura pas përplasjeve ndihmojnë në zbulimin e mistereve të natyrës që kanë mbetur gjithmonë mister për shkencëtarët.
