Atomları təşkil edən hissəciklər müxtəlif yollarla - məsələn, yuvarlaq toz hissəcikləri şəklində təsəvvür edilə bilər. Onlar o qədər kiçikdirlər ki, hər bir belə toz dənəsini ayrıca nəzərdən keçirmək olmaz. Ətraf aləmdə olan bütün maddələr belə hissəciklərdən ibarətdir. Atomları təşkil edən hissəciklər hansılardır?
Tərif
Atom altı hissəcik bütün dünyanın tikildiyi "kərpiclərdən" biridir. Bu hissəciklərə atom nüvələrinin bir hissəsi olan protonlar və neytronlar daxildir. Nüvələr ətrafında fırlanan elektronlar da bu kateqoriyaya aiddir. Başqa sözlə, fizikada atom altı hissəciklər proton, neytron və elektrondur. İnsana tanış olan dünyada, bir qayda olaraq, başqa növ hissəciklər tapılmır - onlar qeyri-adi dərəcədə qısa yaşayırlar. Yaşları bitdikdə adi hissəciklərə çevrilirlər.
Nisbətən qısa ömür sürən atom altı hissəciklərin sayı bu gün yüzlərlədir. Onların sayı o qədər çoxdur ki, alimlər artıq onlar üçün adi adlardan istifadə etmirlər. Ulduzlar kimi, onlara tez-tez ədədi və əlifba təyinatları verilir.
Əsas Xüsusiyyətlər
Spin, elektrik yükü və kütlə istənilən atom altı hissəciyin ən vacib xüsusiyyətlərindəndir. Bir hissəciyin çəkisi çox vaxt kütlə ilə əlaqəli olduğundan, bəzi hissəciklər ənənəvi olaraq "ağır" adlanır. Eynşteyn tənliyi (E=mc2) atom altı hissəciyin kütləsinin birbaşa onun enerjisindən və sürətindən asılı olduğunu göstərir. Elektrik yükünə gəlincə, o, həmişə əsas vahidin qatıdır. Məsələn, protonun yükü +1 olarsa, elektronun yükü -1-dir. Bununla belə, foton və ya neytrino kimi atom altı hissəciklərin bəzilərinin heç bir elektrik yükü yoxdur.
Həmçinin mühüm xüsusiyyət hissəciyin ömrüdür. Bu yaxınlarda elm adamları elektronların, fotonların, həmçinin neytrinoların və protonların mükəmməl sabit olduğuna və onların ömrünün demək olar ki, sonsuz olduğuna əmin oldular. Lakin bu, tamamilə doğru deyil. Məsələn, neytron yalnız atomun nüvəsindən "azad olunana" qədər sabit qalır. Bundan sonra onun ömrü orta hesabla 15 dəqiqədir. Bütün qeyri-sabit hissəciklər heç vaxt tam proqnozlaşdırıla bilməyən kvant parçalanması prosesindən keçir.
Zərrəciklərin Tədqiqi
Atom quruluşu kəşf edilənə qədər bölünməz hesab olunurdu. Təxminən bir əsr əvvəl Ruterford alfa hissəcikləri axını ilə nazik təbəqəni bombalamaqdan ibarət məşhur təcrübələrini etdi. Məlum oldu ki, maddənin atomları praktiki olaraq boşdur. Və atomun mərkəzində atomun nüvəsi dediyimiz hər şey var - oatomun özündən təxminən min dəfə kiçikdir. O zaman alimlər hesab edirdilər ki, atom iki növ hissəcikdən - nüvədən və elektrondan ibarətdir.
Zaman keçdikcə alimlərin bir sualı yaranır: niyə proton, elektron və pozitron Kulon qüvvələrinin təsiri altında bir-birinə yapışır və müxtəlif istiqamətlərdə parçalanmır? Həm də o dövrün alimləri üçün aydın deyildi: əgər bu hissəciklər elementardırsa, onda onlara heç nə baş verə bilməz və onlar əbədi yaşamalıdırlar.
Kvant fizikasının inkişafı ilə tədqiqatçılar neytronun çürüməyə məruz qaldığını və eyni zamanda kifayət qədər sürətli olduğunu müəyyən etdilər. Bir protona, elektrona və tutula bilməyən başqa bir şeyə parçalanır. Sonuncu enerji çatışmazlığı ilə diqqət çəkdi. Sonra elm adamları elementar hissəciklərin siyahısının tükəndiyini güman edirdilər, lakin indi bunun bundan çox uzaq olduğu məlumdur. Neytrino adlı yeni hissəcik kəşf edilib. O, elektrik yükü daşımır və çox aşağı kütləyə malikdir.
Neytron
Neytron neytral elektrik yüklü atom altı hissəcikdir. Onun kütləsi elektronun kütləsindən təxminən 2000 dəfə çoxdur. Neytronlar neytral hissəciklər sinfinə aid olduqları üçün onların elektron qabıqları ilə deyil, birbaşa atomların nüvələri ilə qarşılıqlı əlaqədə olurlar. Neytronların həmçinin alimlərə maddənin mikroskopik maqnit strukturunu tədqiq etməyə imkan verən maqnit momenti var. Neytron şüalanması hətta bioloji orqanizmlər üçün zərərsizdir.
Atom altı hissəcik – proton
Alimlər aşkar ediblər ki, bunlar“Materiyanın kərpicləri” üç kvarkdan ibarətdir. Proton müsbət yüklü hissəcikdir. Protonun kütləsi elektronun kütləsini 1836 dəfə üstələyir. Bir proton və bir elektron birləşərək ən sadə kimyəvi element olan hidrogen atomunu əmələ gətirir. Son vaxtlara qədər belə hesab edilirdi ki, protonlar onların üzərində hansı elektronların orbitindən asılı olaraq radiuslarını dəyişə bilməzlər. Proton elektrik yüklü hissəcikdir. Elektronla birləşərək neytrona çevrilir.
Elektron
Elektron ilk dəfə 1897-ci ildə ingilis fiziki J. Tomson tərəfindən kəşf edilmişdir. Bu hissəcik, elm adamlarının indi hesab etdiyi kimi, elementar və ya nöqtəli cisimdir. Bu, öz quruluşuna malik olmayan - başqa, daha kiçik komponentlərdən ibarət olmayan bir atomdakı atom altı hissəciyin adıdır. Elektron proton və neytronla birləşərək atomu əmələ gətirir. İndi elm adamları bu hissəciyin nədən ibarət olduğunu hələ başa düşə bilməyiblər. Elektron sonsuz kiçik elektrik yükü olan hissəcikdir. Qədim yunan dilindən tərcümədə "elektron" sözünün özü "kəhrəba" deməkdir - axırda Hellas alimləri elektrik hadisələrini araşdırmaq üçün kəhrəbadan istifadə edirdilər. Bu termin 1894-cü ildə ingilis fiziki C. Stouni tərəfindən təklif edilmişdir.
Niyə elementar hissəcikləri öyrənmək lazımdır?
Alimlərin atom altı hissəciklər haqqında nə üçün bilməli olduqları sualının ən sadə cavabı belədir: atomun daxili quruluşu haqqında məlumat sahibi olmaq. Bununla belə, bu ifadə yalnız bir həqiqət zərrəsini ehtiva edir. ATƏslində, elm adamları təkcə atomun daxili quruluşunu öyrənmirlər - tədqiqatlarının əsas sahəsi maddənin ən kiçik hissəciklərinin toqquşmasıdır. Bu son dərəcə enerjili hissəciklər yüksək sürətlə bir-biri ilə toqquşduqda sözün əsl mənasında yeni bir dünya yaranır və toqquşmalardan sonra qalan maddə parçaları elm adamları üçün həmişə sirr olaraq qalan təbiət sirlərini açmağa kömək edir.
