Partikler, der er mindre end et atom

Atomer repræsenterer de mindste stykker stof med konstante egenskaber og kaldes den grundlæggende enhed af stof. Forskere har imidlertid opdaget, at atomer ikke er de mindste partikler i naturen. På trods af deres minimale størrelse findes der et antal meget mindre partikler, kendt som subatomære partikler. I virkeligheden er det disse subatomære partikler, der danner byggestenene i vores verden, såsom protoner, neutroner, elektroner og kvarker eller ødelægger den, såsom alfa- og beta-partikler.

Protonen blev opdaget af Earnest Rutherford i 1919. Denne subatomære partikel er placeret i atomernes kerner. Partiklens masse er lig med ca. en atommasse og tegner sig sammen med atomets neutroner for størstedelen af ​​et atoms samlede masse. Protoner har en positiv ladning. Atomer i hvert element har et sæt antal protoner, der repræsenterer elementernes atomnummer.

Neutronen blev opdaget af James Chadwick i 1932. Denne subatomære partikel er placeret i atomernes kerner. Partiklens masse er lig med cirka en atommasse og tegner sig sammen med atomets protoner for størstedelen af ​​atomets samlede masse. Neutroner har ingen elektrisk ladning. Antallet af neutroner kan variere for atomer i et givet element, med hver variation kaldet en isotop.

Elektronen var den første subatomære partikel, der blev identificeret, opdaget af Sir John Joseph Thomson i 1897. Elektroner kredser omkring et atoms kerne i det, der kaldes en elektronsky. Partikelens masse er lille, cirka 1.840 gange mindre end protoner og neutroner. Den subatomære partikel har en negativ ladning. Elektroner er primært ansvarlige for kemiske interaktioner. Elektroner i den ydre bane går tabt, vindes eller deles med andre atomer og danner kemiske bindinger.

Alfapartikler repræsenterer kernerne i heliumatomer, der består af to protoner og to neutroner. Disse subatomære partikler produceres ved radioaktivt alfa-henfald i store, ustabile atomer. Disse partikler har relativt lav energi og er ude af stand til at trænge meget dybt ind i andre materialer. På grund af deres størrelse kan alfapartikler imidlertid være ekstremt destruktive for menneskelige celler, som de formår at komme i kontakt med.

Betapartikler repræsenterer frie elektroner eller positroner. Positoner har samme masse som elektroner, men har en positiv ladning. Betapartikler produceres ved radioaktivt beta-henfald. De har relativt høj energi og bevæger sig ved høje hastigheder. På grund af disse egenskaber er beta-partikler i stand til at trænge ind i materialer omkring 100 gange dybere end alfapartikler.

Kvarker repræsenterer de mindste kendte subatomære partikler. Disse byggesten af ​​materie betragtes som de nye elementære partikler, der erstatter protoner, neutroner og elektroner som de grundlæggende partikler i universet. Der er seks typer, kaldet smag af kvarker: op, ned, charme, mærkeligt, top og bund. Desuden kommer kvarker i tre farver, der repræsenterer deres styrke: rød, blå og grøn. Op og ned kvarker er de mest almindelige og mindst massive. Protoner består af en ned og to op kvarker, mens neutroner består af en ned og to op kvarker.