Dalelės, mažesnės už atomą

Atomai reiškia mažiausius materijos gabalus, turinčius pastovias savybes, ir yra vadinami pagrindiniu medžiagos vienetu. Tačiau mokslininkai atrado, kad atomai nėra pačios mažiausios dalelės gamtoje. Nepaisant mažo dydžio, egzistuoja daugybė mažesnių dalelių, žinomų kaip subatominės dalelės. Tiesą sakant, būtent šios subatominės dalelės sudaro mūsų pasaulio statybinius blokus, tokius kaip protonai, neutronai, elektronai ir kvarkai, arba jį sunaikina, pavyzdžiui, alfa ir beta dalelės.

Protoną atrado Earnestas Rutherfordas 1919 m. Ši subatominė dalelė yra atomų branduoliuose. Dalelės masė yra lygi maždaug vienai atomo masei ir kartu su atomo neutronais sudaro didžiąją atomo masės dalį. Protonai turi teigiamą krūvį. Kiekvieno elemento atomai turi nustatytą protonų skaičių, žymintį elementų atominį skaičių.

Neutroną atrado Jamesas Chadwickas 1932 m. Ši subatominė dalelė yra atomų branduoliuose. Dalelės masė yra lygi maždaug vienai atominei masei ir kartu su atomo protonais sudaro didžiąją atomo masės dalį. Neutronai neturi elektros krūvio. Neutronų skaičius gali skirtis priklausomai nuo tam tikro elemento atomų, kiekvienas variantas vadinamas izotopu.

Elektronas buvo pirmoji nustatyta subatominė dalelė, kurią 1897 metais atrado seras Johnas Josephas Thomsonas. Elektronai skrieja aplink atomo branduolį tame, kas vadinama elektronų debesimi. Dalelės masė yra maža, maždaug 1840 kartų mažesnė nei protonai ir neutronai. Subatominė dalelė turi neigiamą krūvį. Elektronai pirmiausia yra atsakingi už cheminę sąveiką. Išorinėje orbitoje esantys elektronai prarandami, įgyjami ar pasidalijami su kitais atomais, formuojant chemines jungtis.

Alfa dalelės reiškia helio atomų branduolius, susidedančius iš dviejų protonų ir dviejų neutronų. Šias subatomines daleles gamina radioaktyvus alfa irimas dideliuose, nestabiliuose atomuose. Šios dalelės turi palyginti mažai energijos ir negali labai giliai prasiskverbti į kitas medžiagas. Tačiau dėl savo dydžio alfa dalelės gali būti labai žalingos žmogaus ląstelėms, su kuriomis pavyksta susisiekti.

Beta dalelės reiškia laisvuosius elektronus arba pozitronus. Pozitronų masė yra tokia pati kaip elektronų, tačiau jie turi teigiamą krūvį. Beta dalelės gaminamos radioaktyviuoju beta skilimu. Jie turi gana didelę energiją ir juda dideliu greičiu. Dėl šių savybių beta dalelės gali prasiskverbti į medžiagas maždaug 100 kartų giliau nei alfa dalelės.

Kvarkai reiškia mažiausias žinomas subatomines daleles. Šios materijos statybinės medžiagos yra laikomos naujomis elementariomis dalelėmis, pakeičiančiomis protonus, neutronus ir elektronus kaip pagrindines visatos daleles. Yra šeši tipai, vadinami kvarkų skoniais: aukštyn, žemyn, žavesiu, keista, viršuje ir apačioje. Be to, kvarkai yra trijų spalvų, vaizduojančių jų jėgą: raudonos, mėlynos ir žalios. Aukštyn ir žemyn kvarkai yra labiausiai paplitę ir mažiausiai masiniai. Protonus sudaro vienas žemyn ir du aukštyn kvarkai, o neutronus sudaro vienas žemyn ir du aukštyn kvarkai.