Delci, ki so manjši od atoma

Atomi predstavljajo najmanjše koščke snovi s konstantnimi lastnostmi in so navedeni kot osnovna enota snovi. Znanstveniki pa so odkrili, da atomi niso najmanjši delci v naravi. Kljub svoji majhni velikosti obstajajo številni veliko manjši delci, znani kot subatomski delci. Pravzaprav ti subatomski delci tvorijo gradnike našega sveta, kot so protoni, nevtroni, elektroni in kvarki, ali pa ga uničujejo, kot so delci alfa in beta.

Proton je leta 1919 odkril Earnest Rutherford. Ta subatomski delec se nahaja v jedrih atomov. Masa delca je enaka približno eni atomski masi in skupaj z nevtroni atoma predstavlja večino celotne mase atoma. Protoni imajo pozitiven naboj. Atomi vsakega elementa imajo določeno število protonov, ki predstavljajo atomsko število elementov.

Nevtron je leta 1932 odkril James Chadwick. Ta subatomski delec se nahaja v jedrih atomov. Masa delca je enaka približno eni atomski masi in skupaj z atomi protonov predstavlja večino celotne mase atoma. Nevtroni nimajo električnega naboja. Število nevtronov se lahko razlikuje za atome danega elementa, pri čemer se vsaka sprememba imenuje izotop.

Elektron je bil prvi identificirani subatomski delec, ki ga je leta 1897 odkril Sir John Joseph Thomson. Elektroni krožijo okoli jedra atoma v tako imenovanem elektronskem oblaku. Masa delca je majhna, približno 1.840 krat manjša od protonov in nevtronov. Subatomski delec ima negativni naboj. Za kemično interakcijo so odgovorni predvsem elektroni. Elektroni v zunanji orbiti se izgubijo, pridobijo ali delijo z drugimi atomi in tvorijo kemične vezi.

Alfa delci predstavljajo jedra atomov helija, sestavljena iz dveh protonov in dveh nevtronov. Ti subatomski delci nastanejo z radioaktivnim alfa razpadom v velikih, nestabilnih atomih. Ti delci imajo relativno nizko energijo in ne morejo prodreti zelo globoko v druge materiale. Vendar pa so lahko delci alfa zaradi svoje velikosti izredno uničujoči za človeške celice, s katerimi jim uspe priti v stik.

Beta delci predstavljajo proste elektrone ali pozitrone. Pozitroni imajo enako maso kot elektroni, vendar imajo pozitiven naboj. Beta delci nastanejo z radioaktivnim beta razpadom. Imajo razmeroma visoko energijo in se gibljejo z veliko hitrostjo. Zaradi teh lastnosti lahko delci beta prodrejo v materiale približno 100-krat globlje kot delci alfa.

Kvarki predstavljajo najmanjše znane subatomske delce. Ti gradniki snovi se štejejo za nove osnovne delce, ki nadomeščajo protone, nevtrone in elektrone kot temeljne delce vesolja. Obstaja šest vrst, imenovanih okusi kvarkov: gor, dol, čar, čuden, zgoraj in spodaj. Poleg tega so kvarki v treh barvah, ki predstavljajo njihovo moč: rdeča, modra in zelena. Kvarki gor in dol so najpogostejši in najmanj množični. Protoni so sestavljeni iz enega spodnjega in dveh gornjih kvarkov, nevtroni pa enega navzdol in dveh gornjih kvarkov.