Atomlarni tashkil etuvchi zarralarni turlicha tasavvur qilish mumkin - masalan, dumaloq chang zarralari shaklida. Ular shunchalik kichikki, har bir bunday chang donini alohida ko'rib chiqish mumkin emas. Atrofdagi olamdagi barcha moddalar ana shunday zarralardan iborat. Atomlarni tashkil etuvchi zarralar nima?
Tanrif
Subatomik zarracha butun dunyo qurilgan "g'ishtlardan" biridir. Bu zarralar atom yadrolarining bir qismi bo'lgan proton va neytronlarni o'z ichiga oladi. Yadrolar atrofida aylanadigan elektronlar ham shu toifaga kiradi. Boshqacha qilib aytganda, fizikada subatomik zarralar protonlar, neytronlar va elektronlardir. Insonga tanish bo'lgan dunyoda, qoida tariqasida, boshqa turdagi zarralar topilmaydi - ular juda qisqa umr ko'rishadi. Yoshi tugagach, ular oddiy zarrachalarga aylanadi.
Nisbatan qisqa yashaydigan subatomik zarralar soni bugungi kunda yuzlab. Ularning soni shunchalik ko'pki, olimlar endi ular uchun odatiy nomlardan foydalanmaydilar. Yulduzlar singari, ularga ko'pincha raqamli va alifbo belgilari beriladi.
Asosiy xususiyatlar
Spin, elektr zaryad va massa har qanday subatomik zarrachaning eng muhim xususiyatlaridan biridir. Zarrachaning og'irligi ko'pincha massa bilan bog'liq bo'lganligi sababli, ba'zi zarralar an'anaviy ravishda "og'ir" deb ataladi. Eynshteyn tenglamasi (E=mc2) subatomik zarrachaning massasi bevosita uning energiyasi va tezligiga bog'liqligini ko'rsatadi. Elektr zaryadiga kelsak, u har doim asosiy birlikning ko'paytmasidir. Masalan, protonning zaryadi +1 bo'lsa, elektronning zaryadi -1 ga teng. Biroq, foton yoki neytrino kabi subatomik zarralarning ba'zilari umuman elektr zaryadiga ega emas.
Shuningdek, muhim xususiyat - bu zarrachaning ishlash muddati. Yaqinda olimlar elektronlar, fotonlar, shuningdek, neytrinolar va protonlar mukammal barqaror va ularning umri deyarli cheksiz ekanligiga ishonch hosil qilishdi. Biroq, bu mutlaqo to'g'ri emas. Neytron, masalan, atom yadrosidan "ozod qilinmaguncha" barqaror bo'lib qoladi. Shundan so'ng, uning ishlash muddati o'rtacha 15 minut. Barcha beqaror zarralar kvant yemirilish jarayonidan o‘tadi, uni hech qachon to‘liq bashorat qilib bo‘lmaydi.
Zarralar tadqiqoti
Atom tuzilishi aniqlanmaguncha boʻlinmas deb hisoblangan. Taxminan bir asr oldin Ruterford o'zining mashhur tajribalarini o'tkazdi, ular yupqa varaqni alfa zarralari oqimi bilan bombardimon qilishdan iborat edi. Ma'lum bo'lishicha, moddaning atomlari deyarli bo'sh. Va atomning markazida biz atom yadrosi deb ataydigan hamma narsa joylashganatomning o'zidan ming marta kichikroq. O'sha paytda olimlar atom ikki turdagi zarrachalar - yadro va elektronlardan iborat deb hisoblashgan.
Vaqt o`tishi bilan olimlarda savol tug`iladi: nega proton, elektron va pozitron bir-biriga yopishib qoladi va Kulon kuchlari ta`sirida turli yo`nalishlarda parchalanmaydi? Va o'sha davr olimlari uchun ham noaniq bo'lib qoldi: agar bu zarralar elementar bo'lsa, ular bilan hech narsa sodir bo'lmaydi va ular abadiy yashashlari kerak.
Kvant fizikasining rivojlanishi bilan tadqiqotchilar neytronning parchalanishi va ayni paytda juda tez ekanligini aniqladilar. U protonga, elektronga va tutib bo'lmaydigan boshqa narsaga aylanadi. Ikkinchisi energiya etishmasligi bilan sezildi. O'shanda olimlar elementar zarralar ro'yxati tugagan deb taxmin qilishdi, ammo endi bu holatdan uzoq ekanligi ma'lum. Neytrino deb nomlangan yangi zarracha topildi. U elektr zaryadiga ega emas va juda past massaga ega.
Neytron
Neytron - neytral elektr zaryadiga ega bo'lgan subatomik zarracha. Uning massasi elektron massasidan deyarli 2000 marta katta. Neytronlar neytral zarralar sinfiga mansub bo'lganligi sababli ular elektron qobiqlari bilan emas, balki bevosita atom yadrolari bilan o'zaro ta'sir qiladi. Neytronlarda magnit moment ham mavjud bo'lib, u olimlarga materiyaning mikroskopik magnit tuzilishini o'rganish imkonini beradi. Neytron nurlanishi hatto biologik organizmlar uchun ham zararsizdir.
Subatomik zarracha - proton
Olimlar buni aniqladilar"Materiya g'ishtlari" uchta kvarkdan iborat. Proton musbat zaryadlangan zarradir. Protonning massasi elektron massasidan 1836 marta oshadi. Bitta proton va bitta elektron birlashib, eng oddiy kimyoviy element vodorod atomini hosil qiladi. Yaqin vaqtlargacha protonlar qaysi elektronlar ustidagi orbitaga qarab radiuslarini o'zgartira olmaydilar, deb hisoblar edi. Proton elektr zaryadlangan zarrachadir. Elektron bilan bog'lanib, u neytronga aylanadi.
Elektron
Elektron birinchi marta ingliz fizigi J. Tomson tomonidan 1897 yilda kashf etilgan. Bu zarra, olimlarning fikricha, elementar yoki nuqtali ob'ektdir. Bu atomdagi o'ziga xos tuzilishga ega bo'lmagan - boshqa, kichikroq tarkibiy qismlardan iborat bo'lmagan subatomik zarrachaning nomi. Proton va neytron bilan birlashganda, elektron atom hosil qiladi. Endi olimlar bu zarracha nimadan iboratligini hali aniqlay olishmadi. Elektron - cheksiz kichik elektr zaryadiga ega bo'lgan zarracha. Qadimgi yunon tilidan tarjima qilingan "elektron" so'zining o'zi "qahrabo" degan ma'noni anglatadi - axir, Hellas olimlari elektr hodisalarini o'rganish uchun kehribardan foydalanganlar. Bu atama 1894 yilda ingliz fizigi J. Stouni tomonidan taklif qilingan.
Nega elementar zarralarni oʻrganish kerak?
Olimlar subatomik zarralar haqida nima uchun bilishlari kerak, degan savolga eng oddiy javob: atomning ichki tuzilishi haqida ma'lumotga ega bo'lish. Biroq, bu bayonotda faqat haqiqat donasi mavjud. DADarhaqiqat, olimlar nafaqat atomning ichki tuzilishini o'rganishadi - ularning tadqiqotining asosiy yo'nalishi materiyaning eng kichik zarrachalarining to'qnashuvidir. Bu o‘ta energetik zarralar bir-biri bilan yuqori tezlikda to‘qnashganda, tom ma’noda yangi dunyo paydo bo‘ladi va to‘qnashuvlardan keyin qolgan materiya bo‘laklari tabiat sirlarini ochishga yordam beradi va olimlar uchun doim sir bo‘lib kelgan.
