Co je větší, neutron nebo proton? Struktura atomů - elementární částice hmoty, elektrony, protony, neutrony

Proton je stabilní částice z třídy hadronů, jádro atomu vodíku.

Těžko říci, která událost by měla být považována za objev protonu: ostatně jako vodíkový iont je znám již dlouhou dobu. Vytvoření planetárního modelu atomu E. Rutherfordem (1911), objev izotopů (F. Soddy, J. Thomson, F. Aston, 1906-1919) a pozorování vodíkových jader vyřazených z jader r. alfa částice sehrály roli při objevu protonového dusíku (E. Rutherford, 1919). V roce 1925 obdržel P. Blackett první fotografie stop protonů v oblačné komoře (viz Detektory jaderného záření), potvrzující objev umělé přeměny prvků. V těchto experimentech byla β-částice zachycena jádrem dusíku, které emitovalo proton a změnilo se na izotop kyslíku.

Spolu s neutrony tvoří protony atomová jádra všech chemické prvky, a počet protonů v jádře určuje atomové číslo daného prvku. Proton má kladný elektrický náboj rovný elementárnímu náboji, tj. absolutní hodnotě náboje elektronu. To bylo experimentálně testováno s přesností 10-21. Hmotnost protonu mp = (938,2796 ± 0,0027) MeV nebo ~ 1,6-10-24 g, tj. proton je 1836krát těžší než elektron! S moderní bod Z perspektivy proton není pravou elementární částicí: skládá se ze dvou u-kvarků s elektrickým nábojem +2/3 (v jednotkách elementárního náboje) a jednoho d-kvarku s elektrickým nábojem -1/3. Kvarky jsou vzájemně propojeny výměnou dalších hypotetických částic – gluonů, kvant pole, které nese silné interakce. Data z experimentů, ve kterých byly uvažovány procesy rozptylu elektronů na protonech, skutečně naznačují přítomnost center bodového rozptylu uvnitř protonů. Tyto experimenty jsou v určitém smyslu velmi podobné Rutherfordovým experimentům, které vedly k objevu atomového jádra. Jako složená částice má proton konečnou velikost ~ 10-13 cm, i když samozřejmě nemůže být reprezentován jako pevná koule. Proton spíše připomíná oblak s fuzzy hranicí, skládající se z vytvořených a anihilovaných virtuálních částic.Proton se stejně jako všechny hadrony účastní každé ze základních interakcí. Tak. silné interakce vážou protony a neutrony v jádrech, elektromagnetické interakce váží protony a elektrony v atomech. Příkladem slabých interakcí je beta rozpad neutronu nebo intranukleární přeměna protonu na neutron s emisí pozitronu a neutrina (u volného protonu je takový proces nemožný kvůli zákonu zachování a přeměny energie, protože neutron má o něco větší hmotnost). Protonový spin je 1/2. Hadrony s polovičním celočíselným spinem se nazývají baryony (z řeckého slova znamenajícího „těžký“). Baryony zahrnují proton, neutron, různé hyperony (?, ?, ?, ?) a řadu částic s novými kvantovými čísly, z nichž většina dosud nebyla objevena. Pro charakterizaci baryonů je uveden speciální číslo-- baryonový náboj, rovný 1 pro baryony, - 1 -- pro antibaryony a O -- pro všechny ostatní částice. Baryonový náboj není zdrojem baryonového pole, byl zaveden pouze pro popis vzorců pozorovaných při reakcích s částicemi. Tyto vzorce jsou vyjádřeny ve formě zákona zachování baryonového náboje: rozdíl mezi počtem baryonů a antibaryonů v systému je zachován při jakékoli reakci. Zachování baryonového náboje znemožňuje rozpad protonu, protože je nejlehčí z baryonů. Tento zákon má empirickou povahu a musí být samozřejmě experimentálně testován. Přesnost zákona zachování baryonového náboje je charakterizována stabilitou protonu, jehož experimentální odhad doby života udává hodnotu ne menší než 1032 let.

Teorie, které kombinují všechny typy fundamentálních interakcí, přitom předpovídají procesy vedoucí k narušení baryonového náboje a rozpadu protonu. Životnost protonu v takových teoriích není příliš přesně uvedena: přibližně 1032 ± 2 roky. Tato doba je obrovská, je mnohonásobně delší než existence Vesmíru (~ 2*1010 let). Proto je proton prakticky stabilní, což umožnilo vznik chemických prvků a nakonec i vznik inteligentního života. Nicméně hledání rozpadu protonu nyní představuje jeden z nich nejdůležitější úkoly experimentální fyzika. Při životnosti protonu ~ 1032 let v objemu vody 100 m3 (1 m3 obsahuje ~ 1030 protonů) je třeba počítat s jedním rozpadem protonu za rok. Nezbývá než tento úpadek zaregistrovat. Objev rozpadu protonů bude důležitým krokem ke správnému pochopení jednoty přírodních sil.

Neutron je neutrální částice patřící do třídy hadronů. Objeven v roce 1932 anglickým fyzikem J. Chadwickem. Spolu s protony jsou součástí neutrony atomová jádra. Elektrický náboj neutronu qn je nulový. To je potvrzeno přímým měřením náboje z vychýlení neutronového paprsku v silné elektrická pole, který ukázal, že |qn|<10-20e (здесь е -- элементарный электрический заряд, т. е. абсолютная величина заряда электрона). Косвенные данные дают оценку |qn|< 2?10-22 е. Спин нейтрона равен 1/2. Как адрон с полуцелым спином, он относится к группе барионов. У каждого бариона есть античастица; антинейтрон был открыт в 1956 г. в опытах по рассеянию антипротонов на ядрах. Антинейтрон отличается от нейтрона знаком барионного заряда; у нейтрона, как и у протона, барионный заряд равен +1.Как и протон и прочие адроны, нейтрон не является истинно элементарной частицей: он состоит из одного u-кварка с электрическим зарядом +2/3 и двух d-кварков с зарядом - 1/3, связанных между собой глюонным полем.

Neutrony jsou stabilní pouze ve stabilních atomových jádrech. Volný neutron je nestabilní částice, která se rozpadá na proton (p), elektron (e-) a elektronové antineutrino. Životnost neutronů je (917-14) s, tj. asi 15 minut. Ve hmotě existují neutrony ve volné formě ještě méně kvůli jejich silné absorpci jádry. Proto se vyskytují v přírodě nebo jsou vyráběny v laboratoři pouze jako výsledek jaderných reakcí.

Na základě energetické bilance různých jaderných reakcí byl stanoven rozdíl mezi hmotnostmi neutronu a protonu: mn-mp(1,29344 ±0,00007) MeV. Porovnáním s hmotností protonu získáme hmotnost neutronu: mn = 939,5731 ± 0,0027 MeV; to odpovídá mn ~ 1,6-10-24 Neutron se účastní všech typů základních interakcí. Silné interakce vážou neutrony a protony v atomových jádrech. Příkladem slabé interakce je beta rozpad neutronu.

Účastní se tato neutrální částice elektromagnetických interakcí? Neutron má vnitřní strukturu a při obecné neutralitě v něm probíhají elektrické proudy, které vedou zejména ke vzniku magnetického momentu v neutronu. Jinými slovy, v magnetickém poli se neutron chová jako střelka kompasu. Toto je jen jeden příklad jeho elektromagnetické interakce. Velký zájem vyvolalo hledání elektrického dipólového momentu neutronu, pro který byla získána horní mez. Zde nejúčinnější experimenty provedli vědci z Leningradského institutu jaderné fyziky Akademie věd SSSR; Hledání neutronového dipólového momentu je důležité pro pochopení mechanismů narušení invariance při časové reverzi v mikroprocesech.

Gravitační interakce neutronů byly pozorovány přímo z jejich dopadu v gravitačním poli Země.

Nyní je přijímána konvenční klasifikace neutronů podle jejich kinetické energie:

pomalé neutrony (<105эВ, есть много их разновидностей),

rychlé neutrony (105?108eV), vysokoenergetické (> 108eV).

Velmi zajímavé vlastnosti mají velmi pomalé neutrony (10-7 eV), které se nazývají ultrachladné neutrony. Ukázalo se, že ultrachladné neutrony mohou být akumulovány v „magnetických pastích“ a jejich spiny tam mohou být dokonce orientovány určitým směrem. Pomocí magnetických polí speciální konfigurace jsou ultrachladné neutrony izolovány od absorbujících stěn a mohou „žít“ v pasti, dokud se nerozpadnou. To umožňuje mnoho jemných experimentů ke studiu vlastností neutronů. Další způsob ukládání ultrachladných neutronů je založen na jejich vlnových vlastnostech. Takové neutrony lze jednoduše skladovat v uzavřené „nádobě“. Tuto myšlenku vyslovil sovětský fyzik Ya. B. Zeldovich koncem 50. let a první výsledky byly získány v Dubně v Ústavu jaderného výzkumu téměř o deset let později.

Nedávno se vědcům podařilo postavit nádobu, ve které žijí ultrachladné neutrony až do jejich přirozeného rozpadu.

Volné neutrony jsou schopny aktivně interagovat s atomovými jádry, což způsobuje jaderné reakce. V důsledku interakce pomalých neutronů s hmotou lze pozorovat rezonanční efekty, difrakční rozptyl v krystalech atd. Díky těmto vlastnostem jsou neutrony široce používány v jaderné fyzice a fyzice pevných látek. Hrají důležitou roli v jaderné energetice, při výrobě transuranových prvků a radioaktivních izotopů a nacházejí praktické uplatnění v chemické analýze a geologickém průzkumu.

Atomy jsou nejmenší částice hmoty.
Pokud zvětšíte průměrně velké jablko na velikost Země, atomy budou mít pouze velikost jablka. Navzdory tak malým rozměrům se atom skládá z ještě menších fyzických částic.
Strukturu atomu byste měli znát již ze školního kurzu fyziky. A přesto si připomeňme, že atom obsahuje jádro a elektrony, které rotují kolem jádra tak rychle, že se stávají k nerozeznání – tvoří „elektronový mrak“ neboli elektronový obal atomu.

Elektrony se obvykle označuje takto: E − . Elektrony E− velmi lehké, téměř beztížné, ale mají negativní elektrický náboj. Je roven −1. Elektrický proud, který všichni používáme, je proud elektronů běžících v drátech.

Atomové jádro, ve kterém je soustředěna téměř veškerá jeho hmota, se skládá z částic dvou typů – neutronů a protonů.

Neutrony označeno takto: n 0 , A protony Tak: p + .
Pokud jde o hmotnost, neutrony a protony jsou téměř stejné - 1,675 10-24 g a 1,673 10-24 g.
Je pravda, že je velmi nepohodlné počítat hmotnost tak malých částic v gramech, takže je vyjádřena v uhlíkové jednotky, z nichž každý je roven 1,673 10 −24 g.
Pro každou částici dostaneme relativní atomová hmotnost, rovnající se podílu hmotnosti atomu (v gramech) dělené hmotností uhlíkové jednotky. Relativní atomové hmotnosti protonu a neutronu jsou rovné 1, ale náboj protonů je kladný a rovný +1, zatímco neutrony nemají náboj.

. Hádanky o atomu

Atom lze sestavit „v mysli“ z částic, jako je hračka nebo auto z částí dětské stavebnice. Je pouze nutné dodržet dvě důležité podmínky.

• První podmínka: každý typ atomu má svůj vlastní vlastní sada"detaily" - elementární částice. Například atom vodíku bude mít určitě jádro s kladným nábojem +1, což znamená, že musí mít určitě jeden proton (a ne více).
  Atom vodíku může také obsahovat neutrony. Více o tom v dalším odstavci.
  Atom kyslíku (atomové číslo v periodické tabulce je 8) bude mít nabité jádro osm kladné náboje (+8), což znamená, že existuje osm protonů. Protože hmotnost atomu kyslíku je 16 relativních jednotek, abychom získali kyslíkové jádro, přidáme dalších 8 neutronů.
• Druhá podmínka je, že každý atom by měl být elektricky neutrální. K tomu musí mít dostatek elektronů k vyrovnání náboje jádra. Jinými slovy, počet elektronů v atomu se rovná počtu protonů v jeho jádru, stejně jako pořadové číslo tohoto prvku v periodické tabulce.

Jak již bylo uvedeno, atom se skládá ze tří typů elementárních částic: protonů, neutronů a elektronů. Atomové jádro je centrální část atomu, skládající se z protonů a neutronů. Protony a neutrony mají společný název nukleon, v jádře se mohou navzájem přeměňovat. Jádro nejjednoduššího atomu - atom vodíku - se skládá z jedné elementární částice - protonu.

Průměr jádra atomu je přibližně 10-13 - 10-12 cm a je 0,0001 průměru atomu. Téměř celá hmotnost atomu (99,95-99,98 %) je však soustředěna v jádře. Pokud by bylo možné získat 1 cm3 čisté jaderné hmoty, její hmotnost by byla 100-200 milionů tun. Hmotnost jádra atomu je několik tisíckrát větší než hmotnost všech elektronů, které atom tvoří.

Proton- elementární částice, jádro atomu vodíku. Hmotnost protonu je 1,6721 x 10-27 kg, což je 1836násobek hmotnosti elektronu. Elektrický náboj je kladný a rovná se 1,66 x 10-19 C. Coulomb je jednotka elektrického náboje, která se rovná množství elektřiny procházející průřezem vodiče za čas 1 s při konstantním proudu 1A (ampér).

Každý atom jakéhokoli prvku obsahuje v jádře určitý počet protonů. Toto číslo je pro daný prvek konstantní a určuje jeho fyzikální a chemické vlastnosti. To znamená, že počet protonů určuje, s jakým chemickým prvkem máme co do činění. Pokud je například v jádře jeden proton, je to vodík, pokud je protonů 26, je to železo. Počet protonů v atomovém jádře určuje náboj jádra (nábojové číslo Z) a atomové číslo prvku v periodické tabulce prvků D.I. Mendělejev (atomové číslo prvku).

Neutron- elektricky neutrální částice o hmotnosti 1,6749 x 10-27 kg, 1839násobku hmotnosti elektronu. Neuron ve volném stavu je nestabilní částice, nezávisle se mění v proton s emisí elektronu a antineutrina. Poločas rozpadu neutronů (doba, za kterou se rozpadne polovina původního počtu neutronů) je přibližně 12 minut. Ve vázaném stavu uvnitř stabilních atomových jader je však stabilní. Celkový počet nukleonů (protonů a neutronů) v jádře se nazývá hmotnostní číslo (atomová hmotnost - A). Počet neutronů obsažených v jádře se rovná rozdílu mezi hmotnostními a nábojovými čísly: N = A - Z.

Elektron- elementární částice, nosič o nejmenší hmotnosti - 0,91095x10-27 g a nejmenším elektrickém náboji - 1,6021x10-19 C. Jedná se o záporně nabitou částici. Počet elektronů v atomu se rovná počtu protonů v jádře, tzn. atom je elektricky neutrální.

Pozitron- elementární částice s kladným elektrickým nábojem, antičástice ve vztahu k elektronu. Hmotnost elektronu a pozitronu jsou stejné a elektrické náboje jsou stejné v absolutní hodnotě, ale opačné ve znaménku.

Různé typy jader se nazývají nuklidy. Nuklid je typ atomu s daným počtem protonů a neutronů. V přírodě existují atomy stejného prvku s různou atomovou hmotností (hmotnostní čísla):
, Cl atd. Jádra těchto atomů obsahují stejný počet protonů, ale různý počet neutronů. Nazývají se různé atomy stejného prvku, které mají stejný jaderný náboj, ale různá hmotnostní čísla izotopy . Majíce stejný počet protonů, ale lišící se počtem neutronů, mají izotopy stejnou strukturu elektronových obalů, tzn. velmi podobné chemické vlastnosti a zaujímají stejné místo v periodické tabulce chemických prvků.

Označují se symbolem odpovídajícího chemického prvku s indexem A umístěným vlevo nahoře - hmotnostní číslo, někdy je vlevo dole uveden i počet protonů (Z). Například radioaktivní izotopy fosforu jsou označeny 32P, 33P nebo P a P, v daném pořadí. Při označení izotopu bez uvedení symbolu prvku se za označením prvku uvádí hmotnostní číslo, například fosfor - 32, fosfor - 33.

Většina chemických prvků má několik izotopů. Kromě izotopu vodíku 1H-protia jsou známy těžký vodík 2H-deuterium a supertěžký vodík 3H-tritium. Uran má 11 izotopů, v přírodních sloučeninách jsou tři (uran 238, uran 235, uran 233). Mají 92 protonů a 146 143 a 141 neutronů.

V současné době je známo více než 1900 izotopů 108 chemických prvků. Z nich přírodní izotopy zahrnují všechny stabilní (asi 280 z nich) a přírodní izotopy, které jsou součástí radioaktivních rodin (46 z nich). Zbytek je klasifikován jako umělý, získává se uměle v důsledku různých jaderných reakcí.

Termín „izotopy“ by měl být používán pouze tehdy, když mluvíme o atomech stejného prvku, například uhlíku 12C a 14C. Pokud se myslí atomy různých chemických prvků, doporučuje se používat termín „nuklidy“, například radionuklidy 90Sr, 131J, 137Cs.

Pojďme se bavit o tom, jak najít protony, neutrony a elektrony. V atomu jsou tři typy elementárních částic, z nichž každá má svůj vlastní elementární náboj a hmotnost.

Struktura jádra

Abyste pochopili, jak najít protony, neutrony a elektrony, představte si, že je to hlavní část atomu. Uvnitř jádra jsou protony a neutrony zvané nukleony. Uvnitř jádra se tyto částice mohou přeměňovat jedna v druhou.

Chcete-li například najít protony, neutrony a elektrony v jednom, musíte znát jeho sériové číslo. Pokud vezmeme v úvahu, že právě tento prvek stojí v čele periodické tabulky, pak jeho jádro obsahuje jeden proton.

Průměr atomového jádra je desetitisícina celkové velikosti atomu. Obsahuje většinu celého atomu. Hmotnost jádra je tisíckrát větší než součet všech elektronů přítomných v atomu.

Charakteristiky částic

Podívejme se, jak najít protony, neutrony a elektrony v atomu, a dozvědět se o jejich vlastnostech. Proton je to, co odpovídá jádru atomu vodíku. Jeho hmotnost převyšuje elektron 1836krát. K určení jednotky elektřiny procházející vodičem o daném průřezu se používá elektrický náboj.

Každý atom má ve svém jádru určitý počet protonů. Je to konstantní hodnota a charakterizuje chemické a fyzikální vlastnosti daného prvku.

Jak najít protony, neutrony a elektrony v atomu uhlíku? Atomové číslo tohoto chemického prvku je 6, proto jádro obsahuje šest protonů. Podle planetárního systému se šest elektronů pohybuje po drahách kolem jádra. Abychom určili počet neutronů od hodnoty uhlíku (12), odečteme počet protonů (6), dostaneme šest neutronů.

U atomu železa odpovídá počet protonů 26, to znamená, že tento prvek má 26. atomové číslo v periodické tabulce.

Neutron je elektricky neutrální částice, nestabilní ve volném stavu. Neutron se může spontánně přeměnit na kladně nabitý proton, emitující antineutrino a elektron. Jeho průměrný poločas je 12 minut. Hmotnostní číslo je celkový počet protonů a neutronů uvnitř jádra atomu. Pokusíme se přijít na to, jak najít protony, neutrony a elektrony v iontu? Pokud atom během chemické interakce s jiným prvkem získá kladný oxidační stav, pak se počet protonů a neutronů v něm nemění, pouze se zmenšují elektrony.

Závěr

Existovalo několik teorií o struktuře atomu, ale žádná z nich nebyla životaschopná. Před verzí vytvořenou Rutherfordem neexistovalo žádné podrobné vysvětlení umístění protonů a neutronů uvnitř jádra, stejně jako rotace elektronů na kruhových drahách. Po vzniku teorie planetární struktury atomu měli vědci možnost nejen určit počet elementárních částic v atomu, ale také předpovědět fyzikální a chemické vlastnosti konkrétního chemického prvku.

Mnoho lidí ze školy dobře ví, že všechny látky se skládají z atomů. Atomy se zase skládají z protonů a neutronů, které tvoří jádro atomů a elektronů umístěných v určité vzdálenosti od jádra. Mnozí také slyšeli, že světlo se skládá také z částic – fotonů. Svět částic se však neomezuje pouze na toto. K dnešnímu dni je známo více než 400 různých elementárních částic. Pokusme se pochopit, jak se od sebe elementární částice liší.

Existuje mnoho parametrů, kterými lze elementární částice od sebe odlišit:

• Hmotnost.
• Elektrický náboj.
• Život. Téměř všechny elementární částice mají konečnou dobu života, po které se rozpadají.
• Roztočit. Lze jej velmi přibližně považovat za rotační moment.

Ještě pár parametrů, nebo jak se jim běžně říká ve vědě o kvantových číslech. Tyto parametry nemají vždy jasný fyzikální význam, ale jsou potřebné k odlišení některých částic od jiných. Všechny tyto dodatečné parametry jsou zavedeny jako nějaké veličiny, které jsou v interakci zachovány.

Téměř všechny částice mají hmotnost, kromě fotonů a neutrin (podle posledních údajů mají neutrina hmotnost, ale tak malou, že je často považována za nulovou). Bez hmoty mohou částice existovat pouze v pohybu. Všechny částice mají různé hmotnosti. Elektron má nejmenší hmotnost, nepočítaje neutrina. Částice zvané mezony mají hmotnost 300-400krát větší než hmotnost elektronu, proton a neutron jsou téměř 2000krát těžší než elektron. Nyní byly objeveny částice, které jsou téměř 100krát těžší než proton. Hmotnost (nebo její energetický ekvivalent podle Einsteinova vzorce:

je zachována ve všech interakcích elementárních částic.

Ne všechny částice mají elektrický náboj, což znamená, že ne všechny částice se mohou účastnit elektromagnetické interakce. Všechny volně existující částice mají elektrický náboj, který je násobkem elektronového náboje. Kromě volně existujících částic existují i ​​částice, které jsou pouze ve vázaném stavu, o těch si povíme něco později.

Spin, stejně jako jiná kvantová čísla, je pro různé částice odlišný a charakterizuje jejich jedinečnost. Některá kvantová čísla jsou zachována v některých interakcích, některá v jiných. Všechna tato kvantová čísla určují, které částice s kým interagují a jak.

Životnost je také velmi důležitou charakteristikou částice a budeme ji zvažovat podrobněji. Začněme poznámkou. Jak jsme si řekli na začátku článku, vše, co nás obklopuje, se skládá z atomů (elektronů, protonů a neutronů) a světla (fotonů). A kde jsou potom stovky různých typů elementárních částic? Odpověď je jednoduchá – všude kolem nás, ale my si toho nevšimneme ze dvou důvodů.

První z nich je, že téměř všechny ostatní částice žijí velmi krátce, přibližně 10 až minus 10 sekund nebo méně, a proto netvoří takové struktury jako atomy, krystalové mřížky atd. Druhý důvod se týká neutrin, tyto částice se sice nerozpadají, ale podléhají pouze slabým a gravitačním interakcím. To znamená, že tyto částice interagují tak málo, že je téměř nelze detekovat.

Pojďme si představit, jak dobře částice interaguje. Například tok elektronů může být zastaven docela tenkým ocelovým plechem v řádu několika milimetrů. Stane se tak proto, že elektrony okamžitě začnou interagovat s částicemi ocelového plechu, budou prudce měnit svůj směr, emitovat fotony, a tak poměrně rychle ztrácet energii. To není případ toku neutrin, ty mohou procházet Zemí téměř bez interakcí. A proto je velmi obtížné je odhalit.

Většina částic tedy žije velmi krátkou dobu, po které se rozpadají. Rozpady částic jsou nejčastější reakce. V důsledku rozpadu se jedna částice rozpadne na několik dalších o menší hmotnosti a ty se zase dále rozpadají. Všechny rozpady se řídí určitými pravidly - zákony zachování. Takže například v důsledku rozpadu musí být zachován elektrický náboj, hmotnost, spin a řada dalších kvantových čísel. Některá kvantová čísla se mohou během rozpadu měnit, ale také podléhají určitým pravidlům. Jsou to pravidla rozpadu, která nám říkají, že elektron a proton jsou stabilní částice. Nemohou již dále chátrat podléhající pravidlům rozkladu, a proto jsou to oni, kdo ukončují řetězce rozkladu.

Zde bych rád řekl pár slov o neutronu. Volný neutron se také rozpadne na proton a elektron asi za 15 minut. To se však nestane, když je neutron v atomovém jádru. Tuto skutečnost lze vysvětlit různými způsoby. Když se například v jádře atomu objeví elektron a navíc proton z rozpadajícího se neutronu, okamžitě dojde k obrácené reakci – jeden z protonů pohltí elektron a změní se v neutron. Tento obraz se nazývá dynamická rovnováha. Byl pozorován ve vesmíru v rané fázi jeho vývoje, krátce po velkém třesku.

Kromě rozpadových reakcí existují také rozptylové reakce - kdy dvě nebo více částic interaguje současně a v důsledku toho se získá jedna nebo více dalších částic. Existují také absorpční reakce, kdy dvě nebo více částic vytvoří jednu. Všechny reakce probíhají v důsledku silných slabých nebo elektromagnetických interakcí. Reakce v důsledku silné interakce jsou nejrychlejší, doba takové reakce může dosáhnout 10 až 20 sekund. Rychlost reakcí probíhajících v důsledku elektromagnetické interakce je nižší, zde může být doba cca 10 minus 8 sekund. U slabých interakčních reakcí může doba dosahovat desítek sekund a někdy i let.

Na konci příběhu o částicích si povíme něco o kvarcích. Kvarky jsou elementární částice, které mají elektrický náboj, který je násobkem třetinového náboje elektronu a které nemohou existovat ve volném stavu. Jejich interakce je uspořádána tak, že mohou žít pouze jako součást něčeho. Například kombinace tří kvarků určitého typu tvoří proton. Další kombinací vzniká neutron. Celkem je známo 6 kvarků. Jejich různé kombinace nám dávají různé částice, a přestože ne všechny kombinace kvarků fyzikální zákony dovolují, existuje poměrně hodně částic složených z kvarků.

Zde může vyvstat otázka: jak lze proton nazvat elementárním, pokud se skládá z kvarků? Je to velmi jednoduché - proton je elementární, protože ho nelze rozdělit na jeho složky - kvarky. Všechny částice, které se účastní silné interakce, se skládají z kvarků a zároveň jsou elementární.

Pochopení interakcí elementárních částic je velmi důležité pro pochopení struktury vesmíru. Vše, co se děje s makrotělesy, je výsledkem interakce částic. Právě interakce částic popisuje růst stromů na zemi, reakce v nitru hvězd, záření neutronových hvězd a mnoho dalšího.