Subatomické častice, ktoré by ste mali vedieť

Elementárne a subatomárne častice

Tri hlavné subatomické častice atómu sú protóny, neutróny a elektróny.
Tri hlavné subatomické častice atómu sú protóny, neutróny a elektróny.Mats Persson / Getty Images

atóm je najmenšia častica hmoty potom sa nedajú rozdeliť chemickými prostriedkami, ale atómy pozostávajú z menších častí nazývaných subatomárne častice. Drobné častice sa častejšie rozpadajú pozostávajú z elementárnych častíc. Tu je pohľad na tri hlavné subatomické častice v atóme, ich elektrické náboje, hmotnosti a vlastnosti. Odtiaľ sa dozviete o niektorých kľúčových elementárnych časticiach.

elektróny

Elektróny sú malé negatívne nabité častice. Obiehajú okolo jadra atómu.
Elektróny sú malé negatívne nabité častice. Obiehajú okolo jadra atómu.Lawrence Lawry / Getty Images

Tretí hlavný typ subatomovej častice v atóme je elektrón. Elektróny sú omnoho menšie ako protóny alebo neutróny a typicky obiehajú okolo atómového jadra v relatívne veľkej vzdialenosti od svojho jadra. Z hľadiska perspektívy veľkosti elektrónu je protón 1863-krát masívnejší. Pretože hmotnosť elektrónu je tak nízka, pri výpočte hmotnostného čísla atómu sa berú do úvahy iba protóny a neutróny.

instagram viewer

Čistý poplatok: -1

Zvyšok Mass: 9,10938356 × 10−31 kilogram

Pretože elektrón a protón majú opačné náboje, sú navzájom priťahované. Je tiež dôležité si všimnúť, že náboj elektrónu a protónu, hoci sú opačné, sú si svojou veľkosťou rovnaké. Neutrálny atóm má rovnaký počet protónov a elektrónov.

Pretože elektróny obiehajú okolo atómových jadier, sú to subatomárne častice, ktoré ovplyvňujú chemické reakcie. Strata elektrónov môže viesť k tvorbe pozitívne nabitých druhov nazývaných katióny. Získavajúce elektróny môžu produkovať negatívne druhy nazývané anióny. Chémia je v podstate štúdiom prenosu elektrónov medzi atómami a molekulami.

Elementárne častice

Kompozitné častice pozostávajú z dvoch alebo viacerých elementárnych častíc. Elementárne častice sa nedajú ďalej rozdeliť na menšie podjednotky.
Kompozitné častice pozostávajú z dvoch alebo viacerých elementárnych častíc. Elementárne častice sa nedajú ďalej rozdeliť na menšie podjednotky.Obrázky BlackJack3D / Getty

Subatomické častice môžu byť klasifikované ako kompozitné častice alebo elementárne častice. Zložené častice sa skladajú z menších častíc. Elementárne častice sa nedajú rozdeliť na menšie jednotky.

Štandardný fyzikálny model obsahuje aspoň:

  • 6 chutí kvarkov: hore, dole, hore, dole, podivne, náboj
  • 6 druhov leptónov: elektrón, mión, tau, elektrón neutrín, mión neutrín, tau neutrín
  • 12 obrysových bozónov, ktoré zahŕňajú fotón, 3 W a Z bozóny a 8 gluónov
  • Higgsov bozón

Existujú ďalšie navrhované elementárne častice vrátane gravitonového a magnetického monopolu.

Elektrón je teda subatomickou časticou, elementárnou časticou a typom leptónu. Protón je subatomická zložená častica pozostávajúca z dvoch kvarkov nahor a jedného kvarkov nadol. Neutrón je subatomická zložená častica pozostávajúca z dvoch kvarkov nadol a jedného kvarkov nadol.

Hadróny a exotické subatomické častice

Mesón Pi-plus, typ hadrónu, ktorý vykazuje kvarky (v oranžovej farbe) a gluóny (v bielej farbe)
Mesón Pi-plus, typ hadrónu, ktorý vykazuje kvarky (v oranžovej farbe) a gluóny (v bielej farbe).Dorling Kindersley / Getty Images

Kompozitné častice môžu byť tiež rozdelené do skupín. Napríklad hadrón je zložená častica pozostávajúca z kvarkov, ktoré sú držané pohromade silnou silou takmer rovnakým spôsobom, ako sa protóny a neutróny viažu dohromady za vzniku atómových jadier.

Existujú dve hlavné rodiny hadrónov: baryóny a mezóny. Baryóny pozostávajú z troch kvarkov. Mesóny pozostávajú z jedného kvarku a jedného antikvarku. Okrem toho existujú exotické hadróny, exotické mezóny a exotické baryóny, ktoré nezodpovedajú obvyklým definíciám častíc.

Protóny a neutróny sú dva typy baryónov, a teda dva rôzne hadróny. Pióny sú príklady mezónov. Hoci sú protóny stabilnými časticami, neutróny sú stabilné iba vtedy, ak sú viazané v atómových jadrách (polčas približne 611 sekúnd). Iné hadróny sú nestabilné.

Supersymetrické teórie fyziky predpovedajú ešte viac častíc. Medzi príklady patria neutrína, ktoré sú superpartnermi neutrálnych bozónov, a sleptony, ktoré sú superpartners leptonov.

Tiež existujú častice antihmoty čo zodpovedá časticiam hmoty. Napríklad, pozitrón je elementárna častica, ktorá je náprotivkom elektrónu. Rovnako ako elektrón má spin 1/2 a identickú hmotnosť, ale má elektrický náboj +1.