Particelle più piccole di un atomo

Gli atomi rappresentano i più piccoli pezzi di materia con proprietà costanti e sono indicati come l'unità di base della materia. Tuttavia, gli scienziati hanno scoperto che gli atomi non sono le particelle più piccole in natura. Nonostante le loro minuscole dimensioni, esiste un numero di particelle molto più piccole, note come particelle subatomiche. In realtà, sono queste particelle subatomiche che formano i mattoni del nostro mondo, come protoni, neutroni, elettroni e quark, o lo distruggono, come le particelle alfa e beta.

Il protone fu scoperto da Earnest Rutherford nel 1919. Questa particella subatomica si trova nei nuclei degli atomi. La massa della particella è pari a circa una massa atomica e, insieme ai neutroni dell'atomo, rappresenta la maggior parte della massa complessiva di un atomo. I protoni hanno una carica positiva. Gli atomi di ogni elemento hanno un determinato numero di protoni, che rappresentano il numero atomico degli elementi.

Il neutrone fu scoperto da James Chadwick nel 1932. Questa particella subatomica si trova nei nuclei degli atomi. La massa della particella è pari a circa una massa atomica e, insieme ai protoni dell'atomo, rappresenta la maggior parte della massa complessiva dell'atomo. I neutroni non hanno carica elettrica. Il numero di neutroni può variare per gli atomi di un dato elemento, con ogni variazione chiamata isotopo.

L'elettrone è stata la prima particella subatomica ad essere identificata, scoperta da Sir John Joseph Thomson nel 1897. Gli elettroni orbitano attorno al nucleo di un atomo in quella che viene definita una nuvola di elettroni. La massa della particella è minuscola, circa 1.840 volte più piccola di protoni e neutroni. La particella subatomica ha una carica negativa. Gli elettroni sono i principali responsabili delle interazioni chimiche. Gli elettroni nell'orbita esterna vengono persi, acquisiti o condivisi con altri atomi, formando legami chimici.

Le particelle alfa rappresentano i nuclei degli atomi di elio, composti da due protoni e due neutroni. Queste particelle subatomiche sono prodotte dal decadimento alfa radioattivo in atomi grandi e instabili. Queste particelle hanno un'energia relativamente bassa e non sono in grado di penetrare molto profondamente in altri materiali. Tuttavia, a causa delle loro dimensioni, le particelle alfa possono essere estremamente distruttive per le cellule umane con cui riescono a entrare in contatto.

Le particelle beta rappresentano elettroni o positroni liberi. I positroni hanno la stessa massa degli elettroni, ma possiedono una carica positiva. Le particelle beta sono prodotte dal decadimento beta radioattivo. Hanno un'energia relativamente alta e si muovono ad alta velocità. A causa di queste proprietà, le particelle beta sono in grado di penetrare nei materiali circa 100 volte più in profondità delle particelle alfa.

I quark rappresentano le particelle subatomiche più piccole conosciute. Questi elementi costitutivi della materia sono considerati le nuove particelle elementari, che sostituiscono protoni, neutroni ed elettroni come particelle fondamentali dell'universo. Ci sono sei tipi, chiamati sapori di quark: up, down, charm, strange, top e bottom. Inoltre, i quark sono disponibili in tre colori, che rappresentano la loro forza: rosso, blu e verde. I quark up e down sono i più comuni e i meno massicci. I protoni sono composti da un quark down e due up, mentre i neutroni sono composti da un quark down e due up.