Атомдорду түзгөн бөлүкчөлөрдү ар кандай жолдор менен элестетүүгө болот - мисалы, тегерек чаң бөлүкчөлөрү түрүндө. Алар ушунчалык кичинекей болгондуктан, чаңдын ар бир данын өзүнчө кароого болбойт. Курчап турган дүйнөдөгү бардык заттар ушундай бөлүкчөлөрдөн турат. Атомдорду түзгөн бөлүкчөлөр кандай?
Аныктама
Субатомдук бөлүкчө – бүт дүйнө курулган «кирпичтердин» бири. Бул бөлүкчөлөргө атомдук ядролордун бир бөлүгү болгон протондор жана нейтрондор кирет. Ядролордун айланасында айланган электрондор да ушул категорияга кирет. Башкача айтканда, физикадагы субатомдук бөлүкчөлөр протондор, нейтрондор жана электрондор. Адамга тааныш дүйнөдө, эреже катары, башка түрдөгү бөлүкчөлөр кездешпейт - алар адаттан тыш кыска жашайт. Жашы аяктаганда алар кадимки бөлүкчөлөргө чиришет.
Салыштырмалуу кыска жашаган ал субатомдук бөлүкчөлөрдүн саны бүгүнкү күндө жүздөгөн. Алардын саны ушунчалык көп болгондуктан, окумуштуулар алар үчүн кадимки аттарды колдонбой калышты. Жылдыздардай эле, аларга көбүнчө сан жана алфавиттик белгилер ыйгарылган.
Негизги функциялар
Спин, электр заряды жана масса ар кандай субатомдук бөлүкчөлөрдүн эң маанилүү өзгөчөлүктөрүнүн бири. Бөлүкчөнүн салмагы көбүнчө массага байланыштуу болгондуктан, кээ бир бөлүкчөлөр салттуу түрдө "оор" деп аталат. Эйнштейндин теңдемеси (E=mc2) субатомдук бөлүкчөнүн массасы анын энергиясына жана ылдамдыгына түздөн-түз көз каранды экенин көрсөтөт. Электр зарядына келсек, ал ар дайым негизги бирдиктин эселенген бөлүгү. Мисалы, протондун заряды +1 болсо, электрондун заряды -1 болот. Бирок фотон же нейтрино сыяктуу кээ бир субатомдук бөлүкчөлөрдүн эч кандай электр заряды жок.
Ошондой эле маанилүү мүнөздөмөсү болуп бөлүкчөнүн жашоо мөөнөтү саналат. Жакында эле окумуштуулар электрондор, фотондор, ошондой эле нейтрино жана протондор толук туруктуу жана алардын жашоо мөөнөтү дээрлик чексиз экенине ишенишкен. Бирок, бул такыр туура эмес. Нейтрон, мисалы, атомдун ядросунан «бошотулганга» чейин гана туруктуу болот. Андан кийин, анын иштөө мөөнөтү орточо 15 мүнөттү түзөт. Бардык туруксуз бөлүкчөлөр эч качан толугу менен алдын ала айтууга мүмкүн болбогон кванттык ажыроо процессинен өтүшөт.
бөлүкчөлөрдү изилдөө
Атом түзүлүшү ачылганга чейин бөлүнгүс деп эсептелген. Болжол менен бир кылым мурун Рутерфорд альфа бөлүкчөлөрүнүн агымы менен жука баракты бомбалоодон турган өзүнүн атактуу эксперименттерин жасаган. Заттын атомдору иш жүзүндө бош экени белгилүү болду. Ал эми атомдун борборунда биз атомдун ядросу деп атаган нерселердин баары бар - алатомдун өзүнөн болжол менен миң эсе кичине. Ал кезде илимпоздор атом бөлүкчөлөрдүн эки түрү - ядро жана электрондордон турат деп эсептешкен.
Убакыттын өтүшү менен илимпоздордо суроо пайда болот: эмне үчүн протон, электрон жана позитрон кулондук күчтөрдүн таасири астында бири-бирине жабышып, ар кандай багытта ажырашпайт? Жана ошондой эле ошол кездеги илимпоздор үчүн бул түшүнүксүз болгон: эгерде бул бөлүкчөлөр элементардык болсо, анда аларга эч нерсе болбойт жана алар түбөлүк жашашы керек.
Кванттык физиканын өнүгүшү менен изилдөөчүлөр нейтрон ажыроого дуушар болоорун жана ошол эле учурда абдан тез экенин аныкташты. Ал протонго, электронго жана кармалбай турган башка нерсеге ажырайт. Акыркысы энергиянын жетишсиздиги менен байкалды. Андан кийин илимпоздор элементардык бөлүкчөлөрдүн тизмеси түгөндү деп ойлошкон, бирок азыр бул иштен алыс экени белгилүү. Нейтрино деп аталган жаңы бөлүкчө табылды. Ал электрдик зарядды көтөрбөйт жана өтө аз массага ээ.
Нейтрон
Нейтрон нейтралдуу электр заряды бар субатомдук бөлүкчө. Анын массасы электрондун массасынан дээрлик 2000 эсе көп. Нейтрондор нейтралдуу бөлүкчөлөрдүн классына киргендиктен, алар атомдордун ядролору менен түздөн-түз өз ара аракеттенишет, алардын электрондук кабыктары менен эмес. Нейтрондор да окумуштууларга заттын микроскопиялык магниттик түзүлүшүн изилдөөгө мүмкүндүк берген магниттик моментке ээ. Нейтрондук нурлануу биологиялык организмдер үчүн да зыянсыз.
Субатомдук бөлүкчө – протон
Окумуштуулар буларды аныкташкан«Заттын кирпичтери» үч кварктан турат. Протон оң заряддуу бөлүкчө. Протондун массасы электрондун массасынан 1836 эсе ашат. Бир протон менен бир электрон биригип эң жөнөкөй химиялык элементти, суутек атомун түзөт. Жакынкы убакка чейин протондор алардын үстүндө кайсы электрондор орбитага айланып кетишине жараша радиусун өзгөртө албайт деп ишенишкен. Протон электрдик заряддуу бөлүкчө. Электрон менен байланышып, ал нейтронго айланат.
Электрон
Электронду биринчи жолу 1897-жылы англиялык физик Дж. Томсон ачкан. Бул бөлүкчө, илимпоздор азыр ойлогондой, элементардык же чекиттик объект болуп саналат. Бул атомдогу субатомдук бөлүкчөнүн аталышы, ал өзүнүн түзүлүшүнө ээ эмес - башка, кичине компоненттерден турбайт. Протон жана нейтрон менен бирдикте электрон атомду түзөт. Азыр илимпоздор бул бөлүкчө эмнеден тураарын аныктай элек. Электрон - чексиз кичинекей электр заряды бар бөлүкчө. Байыркы грек тилинен которгондо "электрон" деген сөздүн өзү "янтарь" дегенди билдирет - анткени Эллада илимпоздору янтарьды электр кубулуштарын изилдөө үчүн колдонушкан. Бул терминди 1894-жылы британиялык физик Дж. Стони сунуш кылган.
Эмне үчүн элементардык бөлүкчөлөрдү изилдөө керек?
Окумуштуулар эмне үчүн субатомдук бөлүкчөлөр жөнүндө билиши керек деген суроого эң жөнөкөй жооп: атомдун ички түзүлүшү жөнүндө маалыматка ээ болуу. Бирок, бул билдирүү чындыктын бир даамын гана камтыйт. ATЧынында, илимпоздор атомдун ички түзүлүшүн гана изилдешпейт - алардын изилдөөлөрүнүн негизги тармагы заттын эң кичинекей бөлүкчөлөрүнүн кагылышуусу болуп саналат. Бул өтө энергиялуу бөлүкчөлөр бири-бири менен жогорку ылдамдыкта кагылышканда түз мааниде жаңы дүйнө жаралат жана кагылышуулардан кийин калган материянын сыныктары илимпоздор үчүн ар дайым табышмак болуп келген табият сырларын ачууга жардам берет.
