Elementære og subatomære partikler
Det atom er det mindste partikel af stof end ikke kan opdeles ved hjælp af et kemisk middel, men atomer består af mindre stykker, kaldet subatomære partikler. Ved at bryde det ned yderligere, subatomiske partikler ofte består af elementære partikler. Her er et kig på de tre største subatomære partikler i et atom, deres elektriske ladninger, masser og egenskaber. Herfra kan du lære om nogle centrale elementære partikler.
elektroner
Den tredje hovedtype af subatomær partikel i et atom er elektronet. Elektroner er meget mindre end protoner eller neutroner og kredser typisk om en atomkerne i en relativt stor afstand fra dens kerne. For at sætte elektronens størrelse i perspektiv er en proton 1863 gange mere massiv. Da elektronens masse er så lav, overvejes det kun protoner og neutroner, når man beregner massens antal for et atom.
Nettopladning: -1
Hvilemasse: 9.10938356 × 10−31 kg
Fordi elektron og proton har modsatte ladninger, tiltrækkes de af hinanden. Det er også vigtigt at bemærke, at ladningen af et elektron og en proton, mens de er modsat, er ens i størrelse. Et neutralt atom har lige mange protoner og elektroner.
Fordi elektroner kredser omkring atomkerner, er de de subatomære partikler, der påvirker kemiske reaktioner. Tab af elektroner kan føre til dannelse af positive ladede arter kaldet kationer. At få elektroner kan give negative arter kaldet anioner. Kemi er i det væsentlige studiet af elektronoverførsel mellem atomer og molekyler.
Elementære partikler
Subatomiske partikler kan klassificeres som enten sammensatte partikler eller elementære partikler. Sammensatte partikler består af mindre partikler. Elementære partikler kan ikke opdeles i mindre enheder.
Standardmodellen for fysik inkluderer mindst:
- 6 smag af kvarker: op, ned, top, bund, mærkelig, ladning
- 6 slags leptoner: elektron, muon, tau, elektron neutrino, muon neutrino, tau neutrino
- 12 gauge bosoner, der inkluderer fotonen, 3 W og Z bosoner og 8 gluoner
- Higgs boson
Der er andre foreslåede elementære partikler, herunder graviton og magnetisk monopol.
Så elektronet er en subatomær partikel, en elementær partikel og en type lepton. En proton er en subatomisk sammensat partikel, der består af to opadgående kvarker og en ned-kvark. Et neutron er en subatomisk sammensat partikel, der består af to dunkvarker og en op-kvark.
Hadrons og eksotiske subatomiske partikler
Sammensatte partikler kan også opdeles i grupper. For eksempel er en hadron en sammensat partikel, der består af kvarker, der holdes sammen af den stærke kraft på meget samme måde som protoner og neutroner binder sammen og danner atomkerner.
Der er to hovedfamilier af hadroner: baryoner og mesoner. Baryons består af tre kvarker. Mesoner består af en kvark og en anti-kvark. Derudover er der eksotiske hadroner, eksotiske mesoner og eksotiske baryoner, som ikke passer til de sædvanlige definitioner af partiklerne.
Protoner og neutroner er to typer baryoner og dermed to forskellige hadroner. Pioner er eksempler på mesoner. Selvom protoner er stabile partikler, er neutroner kun stabile, når de er bundet i atomkerner (halveringstid på ca. 611 sekunder). Andre hadrons er ustabile.
Endnu flere partikler forudsiges af supersymmetriske fysiksteorier. Eksempler inkluderer neutralinoer, der er superpartnere af neutrale bosoner, og sleptons, som er superpartnere af leptoner.
Der er også antimaterielle partikler svarende til stofpartiklerne. For eksempel, positronen er en elementær partikel, der er modstykke til elektronet. Ligesom et elektron har den en omdrejningstal på 1/2 og en identisk masse, men den har en elektrisk ladning på +1.