Частици, които са по-малки от атом

Атомите представляват най-малките частици материя с постоянни свойства и са посочени като основна единица на материята. Учените обаче са открили, че атомите не са най-малките частици в природата. Въпреки малкия си размер съществуват редица много по-малки частици, известни като субатомни частици. Всъщност тези субатомни частици образуват градивните елементи на нашия свят, като протони, неутрони, електрони и кварки, или го унищожават, като алфа и бета частици.

Протонът е открит от Ърнест Ръдърфорд през 1919 година. Тази субатомна частица се намира в ядрата на атомите. Масата на частицата е равна на приблизително една атомна маса и заедно с неутроните на атома представлява по-голямата част от общата маса на атома. Протоните имат положителен заряд. Атомите на всеки елемент имат определен брой протони, представляващи атомния номер на елементите.

Неутронът е открит от Джеймс Чадуик през 1932 година. Тази субатомна частица се намира в ядрата на атомите. Масата на частицата е равна на приблизително една атомна маса и, заедно с протоните на атома, представлява по-голямата част от общата маса на атома. Неутроните нямат електрически заряд. Броят на неутроните може да варира за атомите на даден елемент, като всяка вариация се нарича изотоп.

Електронът е първата идентифицирана субатомна частица, открита от сър Джон Джоузеф Томсън през 1897 година. Електроните обикалят около ядрото на атома в така наречения електронен облак. Масата на частицата е малка, приблизително 1840 пъти по-малка от протоните и неутроните. Субатомната частица има отрицателен заряд. Електроните са главно отговорни за химичните взаимодействия. Електроните във външната орбита се губят, придобиват или споделят с други атоми, образувайки химически връзки.

Алфа частиците представляват ядрата на атомите на хелий, състоящи се от два протона и два неутрона. Тези субатомни частици се произвеждат от радиоактивен алфа разпад в големи, нестабилни атоми. Тези частици имат относително ниска енергия и не могат да проникнат много дълбоко в други материали. Поради своя размер обаче, алфа частиците могат да бъдат изключително разрушителни за човешките клетки, с които те успяват да влязат в контакт.

Бета частиците представляват свободни електрони или позитрони. Позитроните имат същата маса като електроните, но притежават положителен заряд. Бета частиците се получават чрез радиоактивен бета разпад. Те имат относително висока енергия и се движат с висока скорост. Поради тези си свойства бета-частиците могат да проникнат в материалите около 100 пъти по-дълбоко от алфа-частиците.

Кварковете представляват най-малките известни субатомни частици. Тези градивни елементи на материята се считат за новите елементарни частици, заместващи протоните, неутроните и електроните като основни частици на Вселената. Има шест вида, наречени аромати на кварки: нагоре, надолу, чар, странни, отгоре и отдолу. Освен това кварките се предлагат в три цвята, представляващи тяхната сила: червен, син и зелен. Кварки нагоре и надолу са най-често срещаните и най-малко масивните. Протоните се състоят от един низходящ и два нагоре кварка, докато неутроните се състоят от един низходящ и два нагоре кварка.