Atomdan Küçük Parçacıklar

Atomlar, sabit özelliklere sahip en küçük madde parçalarını temsil eder ve maddenin temel birimi olarak adlandırılır. Ancak bilim adamları, atomların doğadaki en küçük parçacıklar olmadığını keşfettiler. Küçücük boyutlarına rağmen, atom altı parçacıklar olarak bilinen çok daha küçük parçacıklar mevcuttur. Gerçekte, protonlar, nötronlar, elektronlar ve kuarklar gibi dünyamızın yapı taşlarını oluşturan veya alfa ve beta parçacıkları gibi onu yok eden bu atom altı parçacıklardır.

Proton 1919'da Earnest Rutherford tarafından keşfedildi. Bu atom altı parçacık, atomların çekirdeğinde bulunur. Parçacığın kütlesi yaklaşık olarak bir atom kütlesine eşittir ve atomun nötronlarıyla birlikte bir atomun toplam kütlesinin çoğunluğunu oluşturur. Protonların pozitif yükü vardır. Her elementin atomları, elementlerin atom numarasını temsil eden bir dizi protona sahiptir.

Nötron, 1932'de James Chadwick tarafından keşfedildi. Bu atom altı parçacık, atomların çekirdeğinde bulunur. Parçacığın kütlesi yaklaşık olarak bir atom kütlesine eşittir ve atomun protonlarıyla birlikte atomun toplam kütlesinin çoğunluğunu oluşturur. Nötronların elektrik yükü yoktur. Nötron sayısı, belirli bir elementin atomları için değişebilir ve her varyasyona izotop denir.

Elektron, 1897'de Sir John Joseph Thomson tarafından keşfedilen, tanımlanan ilk atom altı parçacıktı. Elektronlar, bir elektron bulutu olarak adlandırılan şeyde bir atomun çekirdeği etrafında yörüngede döner. Parçacığın kütlesi çok küçüktür, proton ve nötronlardan yaklaşık 1.840 kat daha küçüktür. Atom altı parçacık negatif bir yüke sahiptir. Elektronlar öncelikle kimyasal etkileşimlerden sorumludur. Dış yörüngedeki elektronlar kaybolur, kazanılır veya diğer atomlarla paylaşılarak kimyasal bağlar oluşturur.

Alfa parçacıkları, iki proton ve iki nötrondan oluşan helyum atomlarının çekirdeklerini temsil eder. Bu atom altı parçacıklar, büyük, kararsız atomlarda radyoaktif alfa bozunmasıyla üretilir. Bu parçacıklar nispeten düşük enerjiye sahiptir ve diğer materyallere çok derinden nüfuz edemezler. Bununla birlikte, boyutları nedeniyle alfa parçacıkları, temas etmeyi başardıkları insan hücreleri için son derece yıkıcı olabilir.

Beta parçacıkları, serbest elektronları veya pozitronları temsil eder. Pozitronlar elektronlarla aynı kütleye sahiptir, ancak pozitif bir yüke sahiptir. Beta parçacıkları radyoaktif beta bozunması ile üretilir. Nispeten yüksek enerjiye sahiptirler ve yüksek hızlarda hareket ederler. Bu özelliklerden dolayı beta parçacıkları, materyallere alfa parçacıklarından yaklaşık 100 kat daha derine nüfuz edebilir.

Kuarklar bilinen en küçük atom altı parçacıkları temsil eder. Maddenin bu yapı taşları, evrenin temel parçacıkları olarak protonların, nötronların ve elektronların yerini alan yeni temel parçacıklar olarak kabul edilir. Kuarkların çeşnileri olarak adlandırılan altı türü vardır: yukarı, aşağı, çekicilik, tuhaf, üst ve alt. Ayrıca kuarklar, güçlerini temsil eden üç renkte gelir: kırmızı, mavi ve yeşil. Yukarı ve aşağı kuarklar en yaygın ve en az kütleli olanlardır. Protonlar bir aşağı ve iki yukarı kuarktan, nötronlar bir aşağı ve iki yukarı kuarktan oluşur.