አተሞችን የሚያመርቱ ቅንጣቶች በተለያየ መንገድ መገመት ይቻላል - ለምሳሌ ክብ ቅርጽ ባለው የአቧራ ቅንጣቶች መልክ። በጣም ትንሽ ከመሆናቸው የተነሳ እያንዳንዱ እንዲህ ዓይነቱ የአቧራ ቅንጣት ተለይቶ ሊታሰብ አይችልም. በዙሪያው ባለው ዓለም ውስጥ ያሉት ሁሉም ነገሮች እንደነዚህ ያሉትን ቅንጣቶች ያካትታል. አቶሞች የሚሠሩት ቅንጣቶች ምንድን ናቸው?
ፍቺ
የሱባቶሚክ ቅንጣት መላው አለም ከተሰራባቸው "ጡቦች" አንዱ ነው። እነዚህ ቅንጣቶች የአቶሚክ ኒውክሊየስ አካል የሆኑትን ፕሮቶን እና ኒውትሮን ያካትታሉ። በኒውክሊየስ ዙሪያ የሚሽከረከሩ ኤሌክትሮኖችም የዚህ ምድብ ናቸው። በሌላ አነጋገር፣ በፊዚክስ ውስጥ ያሉ የሱባቶሚክ ቅንጣቶች ፕሮቶን፣ ኒውትሮን እና ኤሌክትሮኖች ናቸው። በሰው ዘንድ በሚታወቀው ዓለም ውስጥ, እንደ አንድ ደንብ, የሌላ ዓይነት ቅንጣቶች አይገኙም - ያልተለመዱ አጭር ናቸው. እድሜያቸው ሲያልቅ ወደ ተራ ቅንጣቶች ይበሰብሳሉ።
በአንፃራዊ ሁኔታ አጭር ሆነው የሚኖሩት የሱባቶሚክ ቅንጣቶች ቁጥር ዛሬ በመቶዎች የሚቆጠሩ ነው። ቁጥራቸው በጣም ትልቅ ከመሆኑ የተነሳ ሳይንቲስቶች ለእነርሱ የተለመዱ ስሞችን አይጠቀሙም. ልክ እንደ ኮከቦች፣ ብዙ ጊዜ በቁጥር እና በፊደል ስያሜዎች ይመደባሉ::
ቁልፍ ባህሪያት
ስፒን፣ ኤሌክትሪክ ክፍያ እና ጅምላ ከማንኛውም የንዑስአቶሚክ ቅንጣት ባህሪያት መካከል በጣም አስፈላጊዎቹ ናቸው። የአንድ ቅንጣት ክብደት ብዙ ጊዜ ከጅምላ ጋር ስለሚያያዝ፣ አንዳንድ ቅንጣቶች በተለምዶ “ከባድ” ይባላሉ። የአንስታይን እኩልታ (E=mc2) የሚያመለክተው የሱባቶሚክ ቅንጣት ክብደት በቀጥታ በጉልበት እና በፍጥነቱ ላይ ነው። የኤሌክትሪክ ክፍያን በተመለከተ, ሁልጊዜ የመሠረታዊ ክፍል ብዜት ነው. ለምሳሌ፣ የፕሮቶን ክፍያ +1 ከሆነ፣ የኤሌክትሮን ክፍያ -1 ነው። ሆኖም አንዳንድ የሱባቶሚክ ቅንጣቶች እንደ ፎቶን ወይም ኒውትሪኖ ያሉ ምንም የኤሌክትሪክ ክፍያ የላቸውም።
እንዲሁም አንድ ጠቃሚ ባህሪ የቅንጣቱ የህይወት ዘመን ነው። በቅርቡ ሳይንቲስቶች ኤሌክትሮኖች፣ ፎቶኖች፣ እንዲሁም ኒውትሪኖዎች እና ፕሮቶኖች ፍጹም የተረጋጉ መሆናቸውን እና ህይወታቸው ማለቂያ የሌለው መሆኑን እርግጠኞች ነበሩ። ይሁን እንጂ ይህ በጣም እውነት አይደለም. ለምሳሌ ኒውትሮን የተረጋጋው ከአቶም አስኳል “ነጻ እስኪወጣ” ድረስ ብቻ ነው። ከዚያ በኋላ, ህይወቱ በአማካይ 15 ደቂቃዎች ነው. ሁሉም ያልተረጋጉ ቅንጣቶች ሙሉ በሙሉ ሊገመቱ በማይችሉ የኳንተም የመበስበስ ሂደት ውስጥ ያልፋሉ።
የአንቀጽ ጥናት
አቱም አወቃቀሩ እስኪገኝ ድረስ እንደማይከፋፈል ይታሰብ ነበር። ከአንድ መቶ ዓመት በፊት ራዘርፎርድ አንድ ቀጭን ሉህ የአልፋ ቅንጣቶችን ጅረት በመምታት ታዋቂ የሆኑትን ሙከራዎች አድርጓል። የቁስ አተሞች በተግባር ባዶ እንደሆኑ ታወቀ። እና በአቶም መሃል ላይ የአተም አስኳል የምንለው ሁሉ አለ - እሱከራሱ አቶም በሺህ እጥፍ ያንሳል። በዚያን ጊዜ ሳይንቲስቶች አቶም ሁለት ዓይነት ቅንጣቶችን ያቀፈ ነው ብለው ያምኑ ነበር - ኒውክሊየስ እና ኤሌክትሮኖች።
በጊዜ ሂደት ሳይንቲስቶች አንድ ጥያቄ አላቸው፡ ለምንድነው ፕሮቶን፣ኤሌክትሮን እና ፖዚትሮን ተጣብቀው በኮሎምብ ሃይሎች ተጽዕኖ በተለያዩ አቅጣጫዎች የማይለያዩት? ደግሞም በዚያን ጊዜ ለነበሩት ሳይንቲስቶች ግልጽ አልሆነም ነበር፡ እነዚህ ቅንጣቶች አንደኛ ደረጃ ከሆኑ ምንም ሊደርስባቸው አይችልም እና ለዘላለም ይኖራሉ።
በኳንተም ፊዚክስ እድገት ተመራማሪዎች ኒውትሮን ለመበስበስ የተጋለጠ እና በተመሳሳይ ጊዜ በጣም ፈጣን እንደሆነ ደርሰውበታል። ወደ ፕሮቶን፣ ኤሌክትሮን እና ሌላ ነገር መያዝ ወደማይችል ነገር ይበሰብሳል። የኋለኛው ደግሞ በሃይል እጥረት ተስተውሏል. ከዚያም የሳይንስ ሊቃውንት የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ዝርዝር ተሟጦ ነበር, አሁን ግን ይህ ከጉዳዩ በጣም የራቀ እንደሆነ ይታወቃል. ኒውትሪኖ የሚባል አዲስ ቅንጣት ተገኘ። ምንም የኤሌክትሪክ ክፍያ አይጠይቅም እና እጅግ በጣም ዝቅተኛ ክብደት አለው።
ኒውትሮን
ኒውትሮን ገለልተኛ የኤሌክትሪክ ክፍያ ያለው የሱባቶሚክ ቅንጣት ነው። መጠኑ ከኤሌክትሮን ክብደት ወደ 2,000 እጥፍ ገደማ ነው። ኒውትሮኖች የገለልተኛ ቅንጣቶች ክፍል ስለሆኑ በቀጥታ የሚገናኙት ከአቶሞች አስኳል እንጂ ከኤሌክትሮን ዛጎሎቻቸው ጋር አይደለም። ኒውትሮን እንዲሁ ሳይንቲስቶች የቁስ ጥቃቅን መግነጢሳዊ መዋቅርን እንዲመረምሩ የሚያስችል መግነጢሳዊ አፍታ አላቸው። የኒውትሮን ጨረር ለባዮሎጂካል ፍጥረታት እንኳን ምንም ጉዳት የለውም።
ሱባቶሚክ ቅንጣት - ፕሮቶን
ሳይንቲስቶች እነዚህን አግኝተዋል"የቁስ ጡቦች" በሶስት ኳርኮች የተሠሩ ናቸው. ፕሮቶን በአዎንታዊ ኃይል የተሞላ ቅንጣት ነው። የፕሮቶን ብዛት ከኤሌክትሮን ብዛት በ1836 ጊዜ ይበልጣል። አንድ ፕሮቶን እና አንድ ኤሌክትሮን አንድ ላይ ተጣምረው ቀላሉን የኬሚካል ንጥረ ነገር ሃይድሮጂን አቶም ፈጠሩ። እስከ ቅርብ ጊዜ ድረስ ፕሮቶኖች በየትኛው ኤሌክትሮኖች በላያቸው እንደሚዞሩ በመወሰን ራዲየሳቸውን መለወጥ እንደማይችሉ ይታመን ነበር። ፕሮቶን በኤሌክትሪክ የሚሞላ ቅንጣት ነው። ከኤሌክትሮን ጋር በመገናኘት ወደ ኒውትሮን ይቀየራል።
ኤሌክትሮን
ኤሌክትሮን ለመጀመሪያ ጊዜ የተገኘው በእንግሊዛዊው የፊዚክስ ሊቅ ጄ. ቶምሰን በ1897 ነው። ይህ ቅንጣት፣ ሳይንቲስቶች አሁን እንደሚያምኑት፣ ኤለመንታሪ ወይም ነጥብ ነገር ነው። ይህ በአተም ውስጥ ያለው የሱባቶሚክ ቅንጣት ስም ነው, እሱም የራሱ መዋቅር የለውም - ሌሎች ትናንሽ አካላትን አያካትትም. ከፕሮቶን እና ከኒውትሮን ጋር በመተባበር ኤሌክትሮን አቶም ይፈጥራል። አሁን ሳይንቲስቶች ይህ ቅንጣት ምን እንደሚይዝ ገና አላወቁም. ኤሌክትሮን ማለቂያ የሌለው የኤሌክትሪክ ኃይል ያለው ቅንጣት ነው። ከጥንታዊ ግሪክ ሲተረጎም "ኤሌክትሮን" የሚለው ቃል ራሱ "አምበር" ማለት ነው - ለነገሩ የሄላስ ሳይንቲስቶች የኤሌክትሪክ ክስተቶችን ለመመርመር አምበርን ተጠቅመዋል. ይህ ቃል በ 1894 በብሪቲሽ የፊዚክስ ሊቅ ጄ. ስቶኒ የቀረበ ነበር።
የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶችን ለምን ያጠናል?
ሳይንቲስቶች ለምን ስለ subatomic particles ማወቅ አለባቸው ለሚለው ጥያቄ ቀላሉ መልስ፡ ስለ አቶም ውስጣዊ መዋቅር መረጃ ማግኘት ነው። ሆኖም፣ ይህ መግለጫ የያዘው የእውነት ቅንጣት ብቻ ነው። አትእንደ እውነቱ ከሆነ, ሳይንቲስቶች የሚያጠኑት የአተም ውስጣዊ መዋቅርን ብቻ አይደለም - የጥናት ውጤታቸው ዋና መስክ የትንንሽ ጥቃቅን ቅንጣቶች ግጭት ነው. እነዚህ እጅግ በጣም ሃይለኛ የሆኑ ቅንጣቶች በከፍተኛ ፍጥነት እርስ በርስ ሲጋጩ አዲስ ዓለም በጥሬው ይወለዳል እና ከግጭት በኋላ የሚቀሩ የቁስ አካል ቁርሾዎች ለሳይንስ ሊቃውንት ምንጊዜም እንቆቅልሽ ሆነው የቆዩትን የተፈጥሮ እንቆቅልሾችን ለመፍታት ይረዳሉ።
