Las partículas que forman los átomos se pueden imaginar de diferentes maneras, por ejemplo, en forma de partículas de polvo redondas. Son tan pequeños que cada grano de polvo no puede considerarse por separado. Toda la materia que está en el mundo circundante consiste en tales partículas. ¿Cuáles son las partículas que forman los átomos?
Definición
Una partícula subatómica es uno de esos "ladrillos" con los que se construye el mundo entero. Estas partículas incluyen protones y neutrones, que forman parte de los núcleos atómicos. Los electrones que giran alrededor de los núcleos también pertenecen a esta categoría. En otras palabras, las partículas subatómicas en física son protones, neutrones y electrones. En el mundo familiar para el hombre, por regla general, no se encuentran partículas de otro tipo: viven inusualmente poco tiempo. Cuando termina su edad, se descomponen en partículas ordinarias.
El número de esas partículas subatómicas que viven relativamente poco, hoy en día es de cientos. Su número es tan grande que los científicos ya no usan los nombres habituales para ellos. Al igual que las estrellas, a menudo se les asignan designaciones numéricas y alfabéticas.
Características principales
El giro, la carga eléctrica y la masa se encuentran entre las características más importantes de cualquier partícula subatómica. Dado que el peso de una partícula a menudo se asocia con la masa, algunas de las partículas se denominan tradicionalmente "pesadas". La ecuación de Einstein (E=mc2) indica que la masa de una partícula subatómica depende directamente de su energía y velocidad. En cuanto a la carga eléctrica, siempre es un múltiplo de la unidad fundamental. Por ejemplo, si la carga de un protón es +1, entonces la carga de un electrón es -1. Sin embargo, algunas de las partículas subatómicas, como el fotón o el neutrino, no tienen carga eléctrica.
Además, una característica importante es la vida útil de la partícula. Más recientemente, los científicos han confiado en que los electrones, los fotones, así como los neutrinos y los protones, son perfectamente estables y su tiempo de vida es casi infinito. Sin embargo, esto no es del todo cierto. El neutrón, por ejemplo, permanece estable sólo hasta que es "liberado" del núcleo de un átomo. Después de eso, su vida útil es en promedio de 15 minutos. Todas las partículas inestables se someten a un proceso de descomposición cuántica que nunca puede ser completamente predecible.
Investigación de partículas
El átomo se consideraba indivisible hasta que se descubrió su estructura. Hace aproximadamente un siglo, Rutherford realizó sus famosos experimentos, que consistían en bombardear una fina lámina con un chorro de partículas alfa. Resultó que los átomos de la materia están prácticamente vacíos. Y en el centro del átomo está todo lo que llamamos el núcleo del átomo - esunas mil veces más pequeño que el propio átomo. En ese momento, los científicos creían que el átomo constaba de dos tipos de partículas: el núcleo y los electrones.
Con el tiempo, los científicos tienen una pregunta: ¿por qué el protón, el electrón y el positrón se mantienen unidos y no se rompen en diferentes direcciones bajo la influencia de las fuerzas de Coulomb? Y también para los científicos de esa época no estaba claro: si estas partículas son elementales, entonces nada les puede pasar y deben vivir para siempre.
Con el desarrollo de la física cuántica, los investigadores han descubierto que el neutrón está sujeto a decaer y, al mismo tiempo, es bastante rápido. Se descompone en un protón, un electrón y algo más que no pudo ser atrapado. Este último se notaba por la f alta de energía. Entonces los científicos asumieron que la lista de partículas elementales estaba agotada, pero ahora se sabe que esto está lejos de ser el caso. Se ha descubierto una nueva partícula llamada neutrino. No lleva carga eléctrica y tiene una masa extremadamente baja.
neutrón
El neutrón es una partícula subatómica que tiene una carga eléctrica neutra. Su masa es casi 2.000 veces la masa de un electrón. Dado que los neutrones pertenecen a la clase de partículas neutras, interactúan directamente con los núcleos de los átomos y no con sus capas de electrones. Los neutrones también tienen un momento magnético que permite a los científicos explorar la estructura magnética microscópica de la materia. La radiación de neutrones es inofensiva incluso para los organismos biológicos.
Partícula subatómica – protón
Los científicos han descubierto que estosLos "ladrillos de materia" están formados por tres quarks. El protón es una partícula cargada positivamente. La masa del protón excede la masa del electrón en 1836 veces. Un protón y un electrón se combinan para formar el elemento químico más simple, el átomo de hidrógeno. Hasta hace poco, se creía que los protones no pueden cambiar su radio dependiendo de qué electrones orbiten sobre ellos. Un protón es una partícula cargada eléctricamente. Al conectarse con un electrón, se convierte en un neutrón.
Electrón
El electrón fue descubierto por primera vez por el físico inglés J. Thomson en 1897. Esta partícula, como creen ahora los científicos, es un objeto elemental o puntual. Este es el nombre de una partícula subatómica en un átomo, que no tiene su propia estructura, no consta de ningún otro componente más pequeño. En unión con un protón y un neutrón, un electrón forma un átomo. Ahora los científicos aún no han descubierto en qué consiste esta partícula. Un electrón es una partícula que tiene una carga eléctrica infinitesimal. La misma palabra "electrón" en la traducción del griego antiguo significa "ámbar"; después de todo, los científicos de Hellas usaron el ámbar para investigar los fenómenos de la electricidad. Este término fue propuesto por el físico británico en 1894, J. Stoney.
¿Por qué estudiar partículas elementales?
La respuesta más simple a la pregunta de por qué los científicos necesitan saber acerca de las partículas subatómicas es: tener información sobre la estructura interna del átomo. Sin embargo, esta declaración contiene sólo una pizca de verdad. ENDe hecho, los científicos estudian no solo la estructura interna del átomo: el campo principal de su investigación es la colisión de las partículas más pequeñas de materia. Cuando estas partículas extremadamente energéticas chocan entre sí a altas velocidades, literalmente nace un nuevo mundo, y los fragmentos de materia que quedan después de las colisiones ayudan a desentrañar los misterios de la naturaleza que siempre han sido un misterio para los científicos.
