எது பெரியது, நியூட்ரான் அல்லது புரோட்டான்? அணுக்களின் அமைப்பு - பொருளின் அடிப்படை துகள்கள், எலக்ட்ரான்கள், புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள்

புரோட்டான் என்பது ஹைட்ரஜன் அணுவின் கருவான ஹாட்ரான்களின் வகுப்பிலிருந்து ஒரு நிலையான துகள் ஆகும்.

எந்த நிகழ்வை புரோட்டானின் கண்டுபிடிப்பாகக் கருத வேண்டும் என்று சொல்வது கடினம்: எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, ஒரு ஹைட்ரஜன் அயனியாக, இது நீண்ட காலமாக அறியப்படுகிறது. ஈ. ரதர்ஃபோர்ட் (1911) மூலம் அணுவின் கோள் மாதிரியை உருவாக்குதல், ஐசோடோப்புகளின் கண்டுபிடிப்பு (எஃப். சோடி, ஜே. தாம்சன், எஃப். ஆஸ்டன், 1906-1919), மற்றும் ஹைட்ரஜன் அணுக்கருக்களால் அணுக்கருவைத் தட்டிச் சென்றது புரோட்டான் நைட்ரஜனைக் கண்டுபிடிப்பதில் ஆல்பா துகள்கள் பங்கு வகித்தன (E. Rutherford, 1919). 1925 ஆம் ஆண்டில், P. பிளாக்கெட் ஒரு கிளவுட் அறையில் புரோட்டான் தடயங்களின் முதல் புகைப்படங்களைப் பெற்றார் (பார்க்க அணுக்கரு கதிர்வீச்சு கண்டறிதல்), தனிமங்களின் செயற்கை மாற்றத்தின் கண்டுபிடிப்பை உறுதிப்படுத்துகிறது. இந்த சோதனைகளில், β-துகள் நைட்ரஜன் அணுக்கருவால் கைப்பற்றப்பட்டது, இது ஒரு புரோட்டானை வெளியேற்றி ஆக்ஸிஜன் ஐசோடோப்பாக மாறியது.

நியூட்ரான்களுடன் சேர்ந்து, புரோட்டான்கள் அனைத்தின் அணுக்கருக்களை உருவாக்குகின்றன இரசாயன கூறுகள், மற்றும் கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை கொடுக்கப்பட்ட தனிமத்தின் அணு எண்ணை தீர்மானிக்கிறது. ஒரு புரோட்டான் அடிப்படை மின்னூட்டத்திற்கு சமமான நேர்மறை மின்னேற்றத்தைக் கொண்டுள்ளது, அதாவது எலக்ட்ரானின் மின்னூட்டத்தின் முழுமையான மதிப்பு. இது 10-21 துல்லியத்துடன் சோதனை முறையில் சோதிக்கப்பட்டது. புரோட்டான் நிறை mp = (938.2796 ± 0.0027) MeV அல்லது ~ 1.6-10-24 g, அதாவது ஒரு புரோட்டான் எலக்ட்ரானை விட 1836 மடங்கு கனமானது! உடன் நவீன புள்ளிஒரு கண்ணோட்டத்தில், புரோட்டான் ஒரு உண்மையான அடிப்படைத் துகள் அல்ல: இது இரண்டு u-குவார்க்குகளை மின் கட்டணங்களுடன் +2/3 (எலிமெண்டரி சார்ஜ் அலகுகளில்) மற்றும் ஒரு டி-குவார்க் மின் கட்டணம் -1/3 ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. குவார்க்குகள் மற்ற அனுமானத் துகள்களின் பரிமாற்றத்தால் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்டுள்ளன - குளுவான்கள், வலுவான தொடர்புகளைக் கொண்ட புலத்தின் குவாண்டா. புரோட்டான்களில் எலக்ட்ரான் சிதறல் செயல்முறைகள் பரிசீலிக்கப்பட்ட சோதனைகளின் தரவு உண்மையில் புரோட்டான்களுக்குள் புள்ளி சிதறல் மையங்கள் இருப்பதைக் குறிக்கிறது. இந்த சோதனைகள் ஒரு குறிப்பிட்ட அர்த்தத்தில் அணுக்கருவை கண்டுபிடிப்பதற்கு வழிவகுத்த ரதர்ஃபோர்டின் சோதனைகளுக்கு மிகவும் ஒத்தவை. ஒரு கலப்பு துகள் என்பதால், புரோட்டான் ~ 10-13 செமீ வரையளவு அளவைக் கொண்டுள்ளது, இருப்பினும், அதை திடமான பந்தாகக் குறிப்பிட முடியாது. மாறாக, புரோட்டான், உருவாக்கப்பட்ட மற்றும் அழிக்கப்பட்ட மெய்நிகர் துகள்களைக் கொண்ட ஒரு தெளிவற்ற எல்லையுடன் கூடிய மேகத்தை ஒத்திருக்கிறது, புரோட்டான், அனைத்து ஹாட்ரான்களைப் போலவே, ஒவ்வொரு அடிப்படை தொடர்புகளிலும் பங்கேற்கிறது. அதனால். வலுவான இடைவினைகள் கருக்களில் புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களை பிணைக்கின்றன, மின்காந்த இடைவினைகள் அணுக்களில் புரோட்டான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களை பிணைக்கின்றன. பலவீனமான தொடர்புகளின் எடுத்துக்காட்டுகள் நியூட்ரானின் பீட்டா சிதைவு அல்லது ஒரு புரோட்டானை ஒரு நியூட்ரானாக நியூட்ரான் மற்றும் நியூட்ரினோவின் உமிழ்வுடன் மாற்றுவது (இலவச புரோட்டானுக்கு ஆற்றல் பாதுகாப்பு மற்றும் மாற்றத்தின் விதியின் காரணமாக இது சாத்தியமற்றது, நியூட்ரான் சற்று பெரிய வெகுஜனத்தைக் கொண்டிருப்பதால்). புரோட்டான் சுழல் 1/2 ஆகும். அரை-முழு சுழல் கொண்ட ஹேட்ரான்கள் பேரியன்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன (கிரேக்க வார்த்தையிலிருந்து "கனமான" என்று அர்த்தம்). பேரியான்களில் புரோட்டான், நியூட்ரான், பல்வேறு ஹைபரான்கள் (?, ?, ?, ?) மற்றும் புதிய குவாண்டம் எண்களைக் கொண்ட பல துகள்கள் உள்ளன, அவற்றில் பெரும்பாலானவை இன்னும் கண்டுபிடிக்கப்படவில்லை. பேரியன்களை வகைப்படுத்த இது அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது சிறப்பு எண்-- பேரியன் சார்ஜ், பேரியன்களுக்கு 1 க்கு சமம், - 1 -- ஆன்டிபரியன்களுக்கு மற்றும் O -- மற்ற அனைத்து துகள்களுக்கும். பேரியன் சார்ஜ் என்பது பேரியன் புலத்தின் ஆதாரம் அல்ல; துகள்களுடனான எதிர்வினைகளில் காணப்பட்ட வடிவங்களை விவரிக்க மட்டுமே இது அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது. இந்த வடிவங்கள் பேரியன் சார்ஜ் பாதுகாப்பு விதியின் வடிவத்தில் வெளிப்படுத்தப்படுகின்றன: அமைப்பில் உள்ள பேரியன்கள் மற்றும் ஆன்டிபரியன்களின் எண்ணிக்கைக்கு இடையே உள்ள வேறுபாடு எந்த எதிர்வினையிலும் பாதுகாக்கப்படுகிறது. பேரியன் மின்னூட்டத்தைப் பாதுகாப்பது புரோட்டான் சிதைவதை சாத்தியமற்றதாக்குகிறது, ஏனெனில் இது பேரியன்களில் மிகவும் இலகுவானது. இந்தச் சட்டம் அனுபவபூர்வமானது, நிச்சயமாக, சோதனை முறையில் சோதிக்கப்பட வேண்டும். பேரியன் சார்ஜ் பாதுகாப்பு விதியின் துல்லியமானது புரோட்டானின் நிலைத்தன்மையால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது, இதன் வாழ்நாள்க்கான சோதனை மதிப்பீடு 1032 ஆண்டுகளுக்கு குறையாத மதிப்பை அளிக்கிறது.

அதே நேரத்தில், அனைத்து வகையான அடிப்படை தொடர்புகளையும் இணைக்கும் கோட்பாடுகள் பேரியன் மின்னூட்டத்தின் இடையூறு மற்றும் புரோட்டானின் சிதைவுக்கு வழிவகுக்கும் செயல்முறைகளை முன்னறிவிக்கிறது. இத்தகைய கோட்பாடுகளில் ஒரு புரோட்டானின் வாழ்நாள் மிகவும் துல்லியமாக குறிப்பிடப்படவில்லை: தோராயமாக 1032 ± 2 ஆண்டுகள். இந்த நேரம் மிகப்பெரியது, இது பிரபஞ்சத்தின் இருப்பை விட பல மடங்கு நீளமானது (~ 2*1010 ஆண்டுகள்). எனவே, புரோட்டான் நடைமுறையில் நிலையானது, இது வேதியியல் கூறுகளின் உருவாக்கம் மற்றும் இறுதியில் அறிவார்ந்த வாழ்க்கையின் தோற்றத்தை சாத்தியமாக்கியது. இருப்பினும், புரோட்டான் சிதைவுக்கான தேடல் இப்போது அதில் ஒன்றைக் குறிக்கிறது மிக முக்கியமான பணிகள்சோதனை இயற்பியல். 100 m3 (1 m3 ~ 1030 புரோட்டான்களைக் கொண்டுள்ளது) நீரில் ~ 1032 ஆண்டுகள் புரோட்டான் வாழ்நாளில், வருடத்திற்கு ஒரு புரோட்டான் சிதைவை எதிர்பார்க்க வேண்டும். இந்தச் சிதைவைப் பதிவு செய்வதுதான் மிச்சம். புரோட்டான் சிதைவின் கண்டுபிடிப்பு இயற்கையின் சக்திகளின் ஒற்றுமையைப் பற்றிய சரியான புரிதலுக்கான ஒரு முக்கியமான படியாக இருக்கும்.

நியூட்ரான் என்பது ஹாட்ரான்களின் வகுப்பைச் சேர்ந்த ஒரு நடுநிலை துகள் ஆகும். ஆங்கில இயற்பியலாளர் ஜே. சாட்விக் 1932 இல் கண்டுபிடித்தார். புரோட்டான்களுடன் சேர்ந்து, நியூட்ரான்களும் ஒரு பகுதியாகும் அணுக்கருக்கள். நியூட்ரான் qn இன் மின் கட்டணம் பூஜ்ஜியமாகும். வலுவான ஒரு நியூட்ரான் கற்றை விலகல் இருந்து சார்ஜ் நேரடி அளவீடுகள் மூலம் இது உறுதி செய்யப்படுகிறது மின்சார புலங்கள், இது |qn| என்று காட்டியது<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.

நியூட்ரான்கள் நிலையான அணுக்கருக்களில் மட்டுமே நிலையாக இருக்கும். இலவச நியூட்ரான் என்பது ஒரு நிலையற்ற துகள் ஆகும், இது புரோட்டான் (p), எலக்ட்ரான் (e-) மற்றும் எலக்ட்ரான் ஆன்டிநியூட்ரினோவாக சிதைகிறது. நியூட்ரான் ஆயுட்காலம் (917.14) கள், அதாவது சுமார் 15 நிமிடங்கள். பொருளில், நியூட்ரான்கள் கருக்களால் வலுவான உறிஞ்சுதலின் காரணமாக இன்னும் குறைவாகவே இலவச வடிவத்தில் உள்ளன. எனவே, அவை இயற்கையில் நிகழ்கின்றன அல்லது அணுசக்தி எதிர்வினைகளின் விளைவாக மட்டுமே ஆய்வகத்தில் உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன.

பல்வேறு அணுக்கரு எதிர்வினைகளின் ஆற்றல் சமநிலையின் அடிப்படையில், நியூட்ரான் மற்றும் புரோட்டானின் வெகுஜனங்களுக்கு இடையிலான வேறுபாடு தீர்மானிக்கப்பட்டது: mn-mp(1.29344 ±0.00007) MeV. புரோட்டான் வெகுஜனத்துடன் ஒப்பிடுவதன் மூலம், நாம் நியூட்ரான் வெகுஜனத்தைப் பெறுகிறோம்: mn = 939.5731 ± 0.0027 MeV; இது mn ~ 1.6-10-24 க்கு ஒத்திருக்கிறது. நியூட்ரான் அனைத்து வகையான அடிப்படை தொடர்புகளிலும் பங்கேற்கிறது. வலுவான இடைவினைகள் அணுக்கருக்களில் நியூட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்களை பிணைக்கின்றன. பலவீனமான தொடர்புக்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு நியூட்ரானின் பீட்டா சிதைவு ஆகும்.

இந்த நடுநிலை துகள் மின்காந்த தொடர்புகளில் பங்கேற்கிறதா? நியூட்ரான் ஒரு உள் அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் பொதுவான நடுநிலையுடன், அதில் மின்னோட்டங்கள் உள்ளன, குறிப்பாக, நியூட்ரானில் ஒரு காந்த தருணத்தின் தோற்றத்திற்கு வழிவகுக்கும். வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், ஒரு காந்தப்புலத்தில், ஒரு நியூட்ரான் திசைகாட்டி ஊசி போல செயல்படுகிறது. இது அதன் மின்காந்த தொடர்புக்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு. நியூட்ரானின் மின்சார இருமுனைத் தருணத்திற்கான தேடல், அதற்கு மேல் வரம்பு பெறப்பட்டது, பெரும் ஆர்வத்தைப் பெற்றது. இங்கே, யுஎஸ்எஸ்ஆர் அகாடமி ஆஃப் சயின்ஸின் லெனின்கிராட் இன்ஸ்டிடியூட் ஆஃப் நியூக்ளியர் பிசிக்ஸ் விஞ்ஞானிகளால் மிகவும் பயனுள்ள சோதனைகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன; நியூட்ரான் இருமுனைத் தருணத்திற்கான தேடல் நுண்செயலிகளில் நேர மாற்றத்தின் கீழ் மாறாத தன்மையை மீறும் வழிமுறைகளைப் புரிந்துகொள்வதற்கு முக்கியமானது.

நியூட்ரான்களின் ஈர்ப்புத் தொடர்புகள் பூமியின் ஈர்ப்புப் புலத்தில் அவற்றின் நிகழ்வுகளிலிருந்து நேரடியாகக் காணப்பட்டன.

நியூட்ரான்களின் இயக்க ஆற்றலின் படி ஒரு வழக்கமான வகைப்பாடு இப்போது ஏற்றுக்கொள்ளப்படுகிறது:

மெதுவான நியூட்ரான்கள் (<105эВ, есть много их разновидностей),

வேகமான நியூட்ரான்கள் (105.108eV), உயர் ஆற்றல் (> 108eV).

அல்ட்ராகோல்ட் நியூட்ரான்கள் என்று அழைக்கப்படும் மிக மெதுவான நியூட்ரான்கள் (10-7 eV), மிகவும் சுவாரஸ்யமான பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. அல்ட்ராகோல்ட் நியூட்ரான்கள் "காந்த பொறிகளில்" குவிக்கப்படலாம் மற்றும் அவற்றின் சுழல்கள் ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் கூட இருக்கலாம். ஒரு சிறப்பு கட்டமைப்பின் காந்தப்புலங்களைப் பயன்படுத்தி, அல்ட்ராகோல்ட் நியூட்ரான்கள் உறிஞ்சும் சுவர்களில் இருந்து தனிமைப்படுத்தப்பட்டு, அவை சிதைவடையும் வரை பொறியில் "வாழ" முடியும். நியூட்ரான்களின் பண்புகளை ஆய்வு செய்ய இது பல நுட்பமான சோதனைகளை அனுமதிக்கிறது. அல்ட்ராகோல்ட் நியூட்ரான்களை சேமிப்பதற்கான மற்றொரு முறை அவற்றின் அலை பண்புகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது. அத்தகைய நியூட்ரான்கள் மூடிய "ஜாடியில்" வெறுமனே சேமிக்கப்படும். இந்த யோசனை 1950 களின் பிற்பகுதியில் சோவியத் இயற்பியலாளர் யா. பி. செல்டோவிச் வெளிப்படுத்தினார், மேலும் ஒரு தசாப்தத்திற்குப் பிறகு டுப்னாவில் அணு ஆராய்ச்சி நிறுவனத்தில் முதல் முடிவுகள் பெறப்பட்டன.

சமீபத்தில், விஞ்ஞானிகள் அல்ட்ராகோல்ட் நியூட்ரான்கள் அவற்றின் இயற்கையான சிதைவு வரை வாழும் ஒரு பாத்திரத்தை உருவாக்க முடிந்தது.

இலவச நியூட்ரான்கள் அணுக்கருக்களுடன் தீவிரமாக தொடர்புகொண்டு அணுக்கரு எதிர்வினைகளை ஏற்படுத்துகின்றன. மெதுவான நியூட்ரான்கள் பொருளுடன் தொடர்புகொள்வதன் விளைவாக, அதிர்வு விளைவுகள், படிகங்களில் சிதறல் சிதறல் போன்றவற்றை ஒருவர் அவதானிக்கலாம். இந்த பண்புகளின் காரணமாக, அணு இயற்பியல் மற்றும் திட நிலை இயற்பியலில் நியூட்ரான்கள் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அவை அணு ஆற்றலில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன, டிரான்ஸ்யூரேனியம் தனிமங்கள் மற்றும் கதிரியக்க ஐசோடோப்புகளின் உற்பத்தியில், இரசாயன பகுப்பாய்வு மற்றும் புவியியல் ஆய்வுகளில் நடைமுறை பயன்பாட்டைக் கண்டறிகின்றன.

அணுக்கள் என்பது பொருளின் மிகச்சிறிய துகள்கள்.
சராசரி அளவிலான ஆப்பிளை பூமியின் அளவிற்கு பெரிதாக்கினால், அணுக்கள் ஒரு ஆப்பிளின் அளவு மட்டுமே மாறும். இவ்வளவு சிறிய பரிமாணங்கள் இருந்தபோதிலும், அணு இன்னும் சிறிய உடல் துகள்களைக் கொண்டுள்ளது.
உங்கள் பள்ளி இயற்பியல் படிப்பிலிருந்து அணுவின் கட்டமைப்பை நீங்கள் ஏற்கனவே அறிந்திருக்க வேண்டும். இன்னும், அணுவில் ஒரு நியூக்ளியஸ் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன என்பதை நினைவில் கொள்வோம், அவை அணுக்கருவைச் சுற்றி மிக விரைவாக சுழலும், அவை பிரித்தறிய முடியாதவை - அவை ஒரு "எலக்ட்ரான் மேகம்" அல்லது அணுவின் எலக்ட்ரான் ஷெல் ஆகியவற்றை உருவாக்குகின்றன.

எலக்ட்ரான்கள்பொதுவாக பின்வருமாறு குறிக்கப்படுகிறது: இ − . எலக்ட்ரான்கள் இ- மிகவும் இலகுவானது, கிட்டத்தட்ட எடையற்றது, ஆனால் அவை உள்ளன எதிர்மறைமின் கட்டணம். இது −1க்கு சமம். நாம் அனைவரும் பயன்படுத்தும் மின்சாரம் கம்பிகளில் இயங்கும் எலக்ட்ரான்களின் ஸ்ட்ரீம்.

அணுக்கரு, இதில் கிட்டத்தட்ட அனைத்து வெகுஜனங்களும் குவிந்துள்ளன, இரண்டு வகையான துகள்கள் உள்ளன - நியூட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்கள்.

நியூட்ரான்கள்பின்வருமாறு குறிக்கப்படுகிறது: n 0 , ஏ புரோட்டான்கள்அதனால்: ப + .
நிறை அடிப்படையில், நியூட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்கள் கிட்டத்தட்ட ஒரே மாதிரியானவை - 1.675 10−24 கிராம் மற்றும் 1.673 10−24 கிராம்.
உண்மை, அத்தகைய சிறிய துகள்களின் வெகுஜனத்தை கிராம்களில் கணக்கிடுவது மிகவும் சிரமமாக உள்ளது, எனவே இது வெளிப்படுத்தப்படுகிறது கார்பன் அலகுகள், ஒவ்வொன்றும் 1.673 10 -24 கிராம்.
ஒவ்வொரு துகளுக்கும் நாம் பெறுகிறோம் உறவினர் அணு நிறை, ஒரு அணுவின் நிறை (கிராமில்) ஒரு கார்பன் அலகு வெகுஜனத்தால் வகுக்கப்பட்ட பகுதிக்கு சமம். ஒரு புரோட்டான் மற்றும் நியூட்ரானின் ஒப்பீட்டு அணு நிறைகள் 1 க்கு சமம், ஆனால் புரோட்டான்களின் சார்ஜ் நேர்மறை மற்றும் +1 க்கு சமம், நியூட்ரான்களுக்கு கட்டணம் இல்லை.

. அணுவைப் பற்றிய புதிர்கள்

ஒரு பொம்மை அல்லது கார் போன்ற துகள்களில் இருந்து ஒரு அணுவை குழந்தைகளின் கட்டுமானத் தொகுப்பின் பகுதிகளிலிருந்து "மனதில்" சேகரிக்கலாம். இரண்டு முக்கியமான நிபந்தனைகளைக் கடைப்பிடிப்பது மட்டுமே அவசியம்.

• முதல் நிபந்தனை: ஒவ்வொரு வகை அணுவிற்கும் அதன் சொந்த உள்ளது சொந்த தொகுப்பு"விவரங்கள்" - அடிப்படை துகள்கள். எடுத்துக்காட்டாக, ஹைட்ரஜன் அணுவில் நிச்சயமாக +1 நேர்மறை மின்னூட்டம் கொண்ட ஒரு கரு இருக்கும், அதாவது அது நிச்சயமாக ஒரு புரோட்டானைக் கொண்டிருக்க வேண்டும் (மேலும் இல்லை).
  ஒரு ஹைட்ரஜன் அணுவும் நியூட்ரான்களைக் கொண்டிருக்கலாம். இதைப் பற்றி அடுத்த பத்தியில்.
  ஆக்ஸிஜன் அணு (அட்டவணையில் உள்ள அணு எண் 8) சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கருவைக் கொண்டிருக்கும் எட்டுநேர்மறை கட்டணங்கள் (+8), அதாவது எட்டு புரோட்டான்கள் உள்ளன. ஆக்ஸிஜன் அணுவின் நிறை 16 உறவினர் அலகுகள் என்பதால், ஒரு ஆக்ஸிஜன் அணுவைப் பெற, நாம் மேலும் 8 நியூட்ரான்களைச் சேர்க்கிறோம்.
• இரண்டாவது நிபந்தனைஒவ்வொரு அணுவும் இருக்க வேண்டும் மின்சாரம் நடுநிலை. இதைச் செய்ய, கருவின் மின்னூட்டத்தை சமநிலைப்படுத்த போதுமான எலக்ட்ரான்கள் இருக்க வேண்டும். வேறுவிதமாகக் கூறினால், ஒரு அணுவில் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமம்அதன் மையத்தில், அத்துடன் கால அட்டவணையில் இந்த உறுப்பின் வரிசை எண்.

ஏற்கனவே குறிப்பிட்டுள்ளபடி, ஒரு அணு மூன்று வகையான அடிப்படைத் துகள்களைக் கொண்டுள்ளது: புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள். அணுக்கரு என்பது ஒரு அணுவின் மையப் பகுதியாகும், இதில் புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் உள்ளன. புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களுக்கு நியூக்ளியோன் என்ற பொதுவான பெயர் உள்ளது; அவை அணுக்கருவில் ஒன்றுக்கொன்று உருமாறும். எளிமையான அணுவின் கரு - ஹைட்ரஜன் அணு - ஒரு அடிப்படை துகள் - புரோட்டான் கொண்டது.

ஒரு அணுவின் கருவின் விட்டம் தோராயமாக 10-13 - 10-12 செமீ மற்றும் அணுவின் விட்டத்தில் 0.0001 ஆகும். இருப்பினும், அணுவின் முழு நிறை (99.95-99.98%) கருவில் குவிந்துள்ளது. 1 செமீ3 தூய அணுக்கருப் பொருளைப் பெற முடிந்தால், அதன் நிறை 100-200 மில்லியன் டன்களாக இருக்கும். ஒரு அணுவின் கருவின் நிறை அணுவை உருவாக்கும் அனைத்து எலக்ட்ரான்களின் வெகுஜனத்தை விட பல ஆயிரம் மடங்கு அதிகம்.

புரோட்டான்- ஒரு அடிப்படை துகள், ஒரு ஹைட்ரஜன் அணுவின் கரு. ஒரு புரோட்டானின் நிறை 1.6721 x 10-27 கிலோ ஆகும், இது எலக்ட்ரானின் நிறை 1836 மடங்கு ஆகும். மின் கட்டணம் நேர்மறை மற்றும் 1.66 x 10-19 C க்கு சமம். கூலம்ப் என்பது 1A (ஆம்பியர்) நிலையான மின்னோட்டத்தில் 1 வினாடியில் கடத்தியின் குறுக்குவெட்டு வழியாக செல்லும் மின்சாரத்தின் அளவிற்கு சமமான மின் கட்டண அலகு ஆகும்.

எந்தவொரு தனிமத்தின் ஒவ்வொரு அணுவும் கருவில் குறிப்பிட்ட எண்ணிக்கையிலான புரோட்டான்களைக் கொண்டுள்ளது. கொடுக்கப்பட்ட உறுப்புக்கு இந்த எண் நிலையானது மற்றும் அதன் இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகளை தீர்மானிக்கிறது. அதாவது, புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை நாம் எந்த இரசாயன உறுப்புடன் கையாளுகிறோம் என்பதை தீர்மானிக்கிறது. உதாரணமாக, கருவில் ஒரு புரோட்டான் இருந்தால், அது ஹைட்ரஜன், 26 புரோட்டான்கள் இருந்தால், அது இரும்பு. அணுக்கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையானது அணுக்கருவின் சார்ஜ் (சார்ஜ் எண் Z) மற்றும் தனிமங்களின் கால அட்டவணையில் உள்ள தனிமத்தின் அணு எண் D.I. மெண்டலீவ் (உறுப்பின் அணு எண்).

நியூட்ரான்- 1.6749 x 10-27 கிலோ நிறை கொண்ட ஒரு மின் நடுநிலை துகள், எலக்ட்ரானின் நிறை 1839 மடங்கு. ஒரு இலவச நிலையில் உள்ள ஒரு நியூரான் ஒரு நிலையற்ற துகள்; இது ஒரு எலக்ட்ரான் மற்றும் ஆன்டிநியூட்ரினோவின் உமிழ்வுகளுடன் சுயாதீனமாக ஒரு புரோட்டானாக மாறுகிறது. நியூட்ரான்களின் அரை ஆயுள் (நியூட்ரான்களின் அசல் எண்ணிக்கையில் பாதி சிதைவடையும் நேரம்) தோராயமாக 12 நிமிடங்கள் ஆகும். இருப்பினும், நிலையான அணுக்கருக்களுக்குள் பிணைக்கப்பட்ட நிலையில், அது நிலையானது. அணுக்கருவில் உள்ள மொத்த நியூக்ளியோன்கள் (புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள்) நிறை எண் (அணு நிறை - A) எனப்படும். கருவில் சேர்க்கப்பட்டுள்ள நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை நிறை மற்றும் சார்ஜ் எண்களுக்கு இடையிலான வேறுபாட்டிற்கு சமம்: N = A - Z.

எதிர் மின்னணு- ஒரு அடிப்படை துகள், மிகச்சிறிய வெகுஜனத்தின் கேரியர் - 0.91095x10-27 கிராம் மற்றும் சிறிய மின் கட்டணம் - 1.6021x10-19 சி. இது எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள். அணுவில் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமம், அதாவது. அணு மின்சாரம் நடுநிலையானது.

பாசிட்ரான்- நேர்மறை மின் கட்டணம் கொண்ட ஒரு அடிப்படை துகள், எலக்ட்ரானுடன் தொடர்புடைய எதிர் துகள். எலக்ட்ரான் மற்றும் பாசிட்ரானின் நிறை சமம், மற்றும் மின் கட்டணங்கள் முழுமையான மதிப்பில் சமமாக இருக்கும், ஆனால் குறியில் எதிரெதிர்.

பல்வேறு வகையான கருக்கள் நியூக்ளைடுகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. நியூக்லைடு என்பது புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையைக் கொண்ட ஒரு வகை அணு. இயற்கையில், வெவ்வேறு அணு நிறைகளைக் கொண்ட ஒரே தனிமத்தின் அணுக்கள் உள்ளன (நிறை எண்கள்):
, Cl, முதலியன இந்த அணுக்களின் கருக்களில் ஒரே எண்ணிக்கையிலான புரோட்டான்கள் உள்ளன, ஆனால் வெவ்வேறு எண்ணிக்கையிலான நியூட்ரான்கள் உள்ளன. ஒரே அணுக்கரு மின்னூட்டம் கொண்ட ஆனால் வெவ்வேறு நிறை எண்களைக் கொண்ட ஒரே தனிமத்தின் அணுக்களின் வகைகள் அழைக்கப்படுகின்றன ஐசோடோப்புகள் . ஒரே எண்ணிக்கையிலான புரோட்டான்களைக் கொண்ட, ஆனால் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையில் வேறுபடும், ஐசோடோப்புகள் எலக்ட்ரான் ஷெல்களின் அதே அமைப்பைக் கொண்டுள்ளன, அதாவது. மிகவும் ஒத்த இரசாயன பண்புகள் மற்றும் இரசாயன தனிமங்களின் கால அட்டவணையில் அதே இடத்தை ஆக்கிரமிக்கின்றன.

மேல் இடதுபுறத்தில் அமைந்துள்ள குறியீட்டு A உடன் தொடர்புடைய வேதியியல் தனிமத்தின் குறியீட்டால் அவை குறிக்கப்படுகின்றன - வெகுஜன எண், சில சமயங்களில் புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை (Z) கீழே இடதுபுறத்தில் கொடுக்கப்பட்டுள்ளது. எடுத்துக்காட்டாக, பாஸ்பரஸின் கதிரியக்க ஐசோடோப்புகள் முறையே 32P, 33P அல்லது P மற்றும் P என குறிப்பிடப்படுகின்றன. உறுப்பு குறியீட்டைக் குறிப்பிடாமல் ஒரு ஐசோடோப்பை நியமிக்கும்போது, ​​​​உறுப்பு பதவிக்குப் பிறகு வெகுஜன எண் வழங்கப்படுகிறது, எடுத்துக்காட்டாக, பாஸ்பரஸ் - 32, பாஸ்பரஸ் - 33.

பெரும்பாலான வேதியியல் கூறுகள் பல ஐசோடோப்புகளைக் கொண்டுள்ளன. ஹைட்ரஜன் ஐசோடோப்பு 1H-புரோட்டியம் கூடுதலாக, கனரக ஹைட்ரஜன் 2H-டியூட்டீரியம் மற்றும் சூப்பர் ஹெவி ஹைட்ரஜன் 3H-ட்ரிடியம் அறியப்படுகிறது. யுரேனியத்தில் 11 ஐசோடோப்புகள் உள்ளன; இயற்கை சேர்மங்களில் மூன்று (யுரேனியம் 238, யுரேனியம் 235, யுரேனியம் 233) உள்ளன. அவை முறையே 92 புரோட்டான்கள் மற்றும் 146,143 மற்றும் 141 நியூட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளன.

தற்போது, ​​108 இரசாயன தனிமங்களின் 1900க்கும் மேற்பட்ட ஐசோடோப்புகள் அறியப்படுகின்றன. இவற்றில், இயற்கை ஐசோடோப்புகள் அனைத்தும் நிலையான (அவற்றில் சுமார் 280) மற்றும் கதிரியக்க குடும்பங்களின் ஒரு பகுதியாக இருக்கும் இயற்கை ஐசோடோப்புகள் (அவற்றில் 46) ஆகியவை அடங்கும். மீதமுள்ளவை செயற்கையாக வகைப்படுத்தப்படுகின்றன; அவை பல்வேறு அணுசக்தி எதிர்வினைகளின் விளைவாக செயற்கையாக பெறப்படுகின்றன.

"ஐசோடோப்புகள்" என்ற சொல் ஒரே தனிமத்தின் அணுக்களைப் பற்றி பேசும்போது மட்டுமே பயன்படுத்தப்பட வேண்டும், எடுத்துக்காட்டாக, கார்பன் 12C மற்றும் 14C. வெவ்வேறு வேதியியல் தனிமங்களின் அணுக்கள் என்றால், "நியூக்லைடுகள்" என்ற வார்த்தையைப் பயன்படுத்த பரிந்துரைக்கப்படுகிறது, எடுத்துக்காட்டாக, ரேடியன்யூக்லைடுகள் 90Sr, 131J, 137Cs.

புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களை எவ்வாறு கண்டுபிடிப்பது என்பது பற்றி பேசலாம். ஒரு அணுவில் மூன்று வகையான அடிப்படை துகள்கள் உள்ளன, ஒவ்வொன்றும் அதன் சொந்த அடிப்படை மின்னழுத்தம் மற்றும் நிறை.

மைய அமைப்பு

புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களை எவ்வாறு கண்டுபிடிப்பது என்பதைப் புரிந்து கொள்ள, இது அணுவின் முக்கிய பகுதி என்று கற்பனை செய்து பாருங்கள். நியூக்ளியஸின் உள்ளே நியூக்ளியோன்கள் எனப்படும் புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் உள்ளன. கருவின் உள்ளே, இந்த துகள்கள் ஒன்றுக்கொன்று உருமாறும்.

எடுத்துக்காட்டாக, புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களை ஒன்றில் கண்டுபிடிக்க, அதன் வரிசை எண்ணை நீங்கள் அறிந்து கொள்ள வேண்டும். இந்த உறுப்புதான் கால அட்டவணைக்கு தலைமை தாங்குகிறது என்பதை நாம் கணக்கில் எடுத்துக் கொண்டால், அதன் கருவில் ஒரு புரோட்டான் உள்ளது.

அணுக்கருவின் விட்டம் அணுவின் மொத்த அளவில் பத்தாயிரத்தில் ஒரு பங்காகும். இது முழு அணுவின் பெரும்பகுதியைக் கொண்டுள்ளது. அணுவில் உள்ள அனைத்து எலக்ட்ரான்களின் கூட்டுத்தொகையை விட கருவின் நிறை ஆயிரக்கணக்கான மடங்கு அதிகம்.

துகள் பண்புகள்

அணுவில் உள்ள புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களை எவ்வாறு கண்டுபிடிப்பது மற்றும் அவற்றின் அம்சங்களைப் பற்றி அறிந்து கொள்வோம். ஒரு புரோட்டான் என்பது ஒரு ஹைட்ரஜன் அணுவின் கருவுடன் ஒத்துப்போகிறது. அதன் நிறை எலக்ட்ரானை விட 1836 மடங்கு அதிகமாகும். கொடுக்கப்பட்ட குறுக்குவெட்டுடன் கடத்தி வழியாக செல்லும் மின்சாரத்தின் அலகு தீர்மானிக்க, மின்சார கட்டணம் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

ஒவ்வொரு அணுவும் அதன் கருவில் குறிப்பிட்ட எண்ணிக்கையிலான புரோட்டான்களைக் கொண்டுள்ளது. இது ஒரு நிலையான மதிப்பு மற்றும் கொடுக்கப்பட்ட தனிமத்தின் வேதியியல் மற்றும் இயற்பியல் பண்புகளை வகைப்படுத்துகிறது.

கார்பன் அணுவில் புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களை எப்படி கண்டுபிடிப்பது? இந்த வேதியியல் தனிமத்தின் அணு எண் 6, எனவே, கருவில் ஆறு புரோட்டான்கள் உள்ளன. கிரக அமைப்பின் படி, ஆறு எலக்ட்ரான்கள் கருவைச் சுற்றி சுற்றுப்பாதையில் நகரும். கார்பன் மதிப்பிலிருந்து (12) நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையைத் தீர்மானிக்க, புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையை (6) கழிக்கிறோம், ஆறு நியூட்ரான்களைப் பெறுகிறோம்.

ஒரு இரும்பு அணுவைப் பொறுத்தவரை, புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை 26 க்கு ஒத்திருக்கிறது, அதாவது, இந்த உறுப்பு கால அட்டவணையில் 26 வது அணு எண்ணைக் கொண்டுள்ளது.

நியூட்ரான் ஒரு மின் நடுநிலையான துகள், ஒரு கட்டற்ற நிலையில் நிலையற்றது. ஒரு நியூட்ரான் தன்னிச்சையாக நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட புரோட்டானாக மாறி, ஆன்டிநியூட்ரினோ மற்றும் எலக்ட்ரானை வெளியிடுகிறது. இதன் சராசரி அரை ஆயுள் 12 நிமிடங்கள். நிறை எண் என்பது அணுவின் உட்கருவில் உள்ள புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் மொத்த எண்ணிக்கையாகும். ஒரு அயனியில் புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களை எவ்வாறு கண்டுபிடிப்பது என்பதைக் கண்டுபிடிக்க முயற்சிப்போம்? ஒரு அணு, மற்றொரு தனிமத்துடன் ஒரு இரசாயன தொடர்பு போது, ​​நேர்மறை ஆக்சிஜனேற்ற நிலையைப் பெற்றால், அதில் உள்ள புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை மாறாது, எலக்ட்ரான்கள் மட்டுமே குறைவாக இருக்கும்.

முடிவுரை

அணுவின் கட்டமைப்பைப் பற்றி பல கோட்பாடுகள் இருந்தன, ஆனால் அவை எதுவும் சாத்தியமில்லை. Rutherford உருவாக்கிய பதிப்பிற்கு முன், அணுக்கருவிற்குள் இருக்கும் புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் இருப்பிடம் மற்றும் வட்ட சுற்றுப்பாதையில் எலக்ட்ரான்களின் சுழற்சி பற்றிய விரிவான விளக்கம் எதுவும் இல்லை. அணுவின் கிரக கட்டமைப்பின் கோட்பாட்டின் தோற்றத்திற்குப் பிறகு, ஒரு அணுவில் உள்ள அடிப்படை துகள்களின் எண்ணிக்கையை தீர்மானிக்க மட்டுமல்லாமல், ஒரு குறிப்பிட்ட வேதியியல் தனிமத்தின் இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகளை கணிக்க ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு வாய்ப்பு கிடைத்தது.

அனைத்து பொருட்களும் அணுக்களால் ஆனவை என்பதை பள்ளியில் இருந்து பலர் நன்கு அறிவார்கள். அணுக்கள், இதையொட்டி, புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களைக் கொண்டிருக்கின்றன, அவை அணுக்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களின் கருவை உருவாக்குகின்றன, அவை அணுக்கருவிலிருந்து சிறிது தூரத்தில் அமைந்துள்ளன. ஒளியில் துகள்கள் - ஃபோட்டான்கள் உள்ளன என்றும் பலர் கேள்விப்பட்டிருக்கிறார்கள். இருப்பினும், துகள்களின் உலகம் இதற்கு மட்டுப்படுத்தப்படவில்லை. இன்றுவரை, 400 க்கும் மேற்பட்ட வெவ்வேறு அடிப்படை துகள்கள் அறியப்படுகின்றன. அடிப்படை துகள்கள் ஒருவருக்கொருவர் எவ்வாறு வேறுபடுகின்றன என்பதைப் புரிந்துகொள்ள முயற்சிப்போம்.

பல அளவுருக்கள் உள்ளன, இதன் மூலம் அடிப்படை துகள்கள் ஒருவருக்கொருவர் வேறுபடுகின்றன:

• எடை.
• மின்சார கட்டணம்.
• வாழ்நாள். ஏறக்குறைய அனைத்து அடிப்படைத் துகள்களும் வரையறுக்கப்பட்ட வாழ்நாளைக் கொண்டுள்ளன, அதன் பிறகு அவை சிதைந்துவிடும்.
• சுழல். இது ஒரு சுழற்சி தருணமாக, மிகவும் தோராயமாக கருதப்படலாம்.

இன்னும் சில அளவுருக்கள், அல்லது அவை பொதுவாக குவாண்டம் எண்களின் அறிவியலில் அழைக்கப்படுகின்றன. இந்த அளவுருக்கள் எப்போதும் தெளிவான உடல் அர்த்தத்தைக் கொண்டிருக்கவில்லை, ஆனால் சில துகள்களை மற்றவற்றிலிருந்து வேறுபடுத்துவதற்கு அவை தேவைப்படுகின்றன. இந்த கூடுதல் அளவுருக்கள் அனைத்தும் தொடர்புகளில் பாதுகாக்கப்படும் சில அளவுகளாக அறிமுகப்படுத்தப்படுகின்றன.

ஃபோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரினோக்கள் தவிர, கிட்டத்தட்ட அனைத்து துகள்களும் நிறை கொண்டவை (சமீபத்திய தரவுகளின்படி, நியூட்ரினோக்கள் வெகுஜனத்தைக் கொண்டிருக்கின்றன, ஆனால் அவை பெரும்பாலும் பூஜ்ஜியமாகக் கருதப்படுகிறது). நிறை துகள்கள் இல்லாமல் இயக்கத்தில் மட்டுமே இருக்க முடியும். அனைத்து துகள்களும் வெவ்வேறு வெகுஜனங்களைக் கொண்டுள்ளன. எலக்ட்ரானானது நியூட்ரினோவை எண்ணாமல் மிகச்சிறிய நிறை கொண்டது. மீசான்கள் எனப்படும் துகள்கள் ஒரு எலக்ட்ரானின் வெகுஜனத்தை விட 300-400 மடங்கு அதிக நிறை கொண்டவை, ஒரு புரோட்டான் மற்றும் நியூட்ரான் எலக்ட்ரானை விட கிட்டத்தட்ட 2000 மடங்கு கனமானவை. புரோட்டானை விட கிட்டத்தட்ட 100 மடங்கு கனமான துகள்கள் இப்போது கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளன. நிறை (அல்லது ஐன்ஸ்டீனின் சூத்திரத்தின்படி அதன் ஆற்றல் சமம்:

அடிப்படை துகள்களின் அனைத்து தொடர்புகளிலும் பாதுகாக்கப்படுகிறது.

அனைத்து துகள்களுக்கும் மின் கட்டணம் இல்லை, அதாவது அனைத்து துகள்களும் மின்காந்த தொடர்புகளில் பங்கேற்க முடியாது. சுதந்திரமாக இருக்கும் அனைத்து துகள்களும் எலக்ட்ரான் சார்ஜின் பல மடங்கு மின் கட்டணத்தைக் கொண்டுள்ளன. சுதந்திரமாக இருக்கும் துகள்களுக்கு கூடுதலாக, பிணைக்கப்பட்ட நிலையில் மட்டுமே இருக்கும் துகள்களும் உள்ளன, அவற்றைப் பற்றி சிறிது நேரம் கழித்து பேசுவோம்.

சுழல், மற்ற குவாண்டம் எண்களைப் போலவே, வெவ்வேறு துகள்களுக்கு வேறுபட்டது மற்றும் அவற்றின் தனித்துவத்தை வகைப்படுத்துகிறது. சில குவாண்டம் எண்கள் சில தொடர்புகளில் பாதுகாக்கப்படுகின்றன, சிலவற்றில். இந்த அனைத்து குவாண்டம் எண்களும் எந்த துகள்கள் எந்தெந்த துகள்களுடன் எவ்வாறு தொடர்பு கொள்கின்றன என்பதை தீர்மானிக்கிறது.

வாழ்நாள் என்பது ஒரு துகள்களின் மிக முக்கியமான பண்பாகும், மேலும் அதை இன்னும் விரிவாகக் கருதுவோம். ஒரு குறிப்புடன் ஆரம்பிக்கலாம். கட்டுரையின் ஆரம்பத்தில் நாம் கூறியது போல், நம்மைச் சுற்றியுள்ள அனைத்தும் அணுக்கள் (எலக்ட்ரான்கள், புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள்) மற்றும் ஒளி (ஃபோட்டான்கள்) ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. நூற்றுக்கணக்கான வெவ்வேறு வகையான அடிப்படைத் துகள்கள் எங்கே? பதில் எளிது - நம்மைச் சுற்றியுள்ள எல்லா இடங்களிலும், ஆனால் இரண்டு காரணங்களுக்காக நாங்கள் அதை கவனிக்கவில்லை.

அவற்றில் முதன்மையானது, மற்ற அனைத்து துகள்களும் மிகக் குறுகிய காலத்தில் வாழ்கின்றன, தோராயமாக 10 முதல் 10 வினாடிகள் அல்லது அதற்கும் குறைவான சக்தி, எனவே அணுக்கள், படிக லட்டுகள் போன்ற கட்டமைப்புகளை உருவாக்குவதில்லை. இரண்டாவது காரணம் நியூட்ரினோக்களைப் பற்றியது; இந்த துகள்கள் சிதைவதில்லை என்றாலும், அவை பலவீனமான மற்றும் ஈர்ப்பு தொடர்புகளுக்கு மட்டுமே உட்பட்டவை. இதன் பொருள், இந்த துகள்கள் மிகக் குறைவாகவே தொடர்பு கொள்கின்றன, அவற்றைக் கண்டறிவது கிட்டத்தட்ட சாத்தியமற்றது.

ஒரு துகள் எவ்வளவு நன்றாக தொடர்பு கொள்கிறது என்பதை கற்பனை செய்து பார்க்கலாம். எடுத்துக்காட்டாக, எலக்ட்ரான்களின் ஓட்டத்தை ஒரு சில மில்லிமீட்டர்கள் வரிசையில் ஒரு மெல்லிய எஃகு தாள் மூலம் நிறுத்தலாம். எலக்ட்ரான்கள் உடனடியாக எஃகு தாளின் துகள்களுடன் தொடர்பு கொள்ளத் தொடங்கும், அவற்றின் திசையை கூர்மையாக மாற்றும், ஃபோட்டான்களை வெளியிடும், இதனால் ஆற்றலை மிக விரைவாக இழக்க நேரிடும். நியூட்ரினோ ஓட்டத்தில் இது இல்லை; அவை கிட்டத்தட்ட தொடர்புகள் இல்லாமல் பூமியை கடந்து செல்ல முடியும். எனவே அவற்றைக் கண்டறிவது மிகவும் கடினம்.

எனவே, பெரும்பாலான துகள்கள் மிகக் குறுகிய காலத்திற்கு வாழ்கின்றன, அதன் பிறகு அவை சிதைந்துவிடும். துகள் சிதைவுகள் மிகவும் பொதுவான எதிர்வினைகள். சிதைவின் விளைவாக, ஒரு துகள் பல சிறிய வெகுஜனங்களாக உடைகிறது, மேலும் அவை மேலும் சிதைவடைகின்றன. அனைத்து சிதைவுகளும் சில விதிகளுக்குக் கீழ்ப்படிகின்றன - பாதுகாப்புச் சட்டங்கள். எனவே, எடுத்துக்காட்டாக, சிதைவின் விளைவாக, மின் கட்டணம், நிறை, சுழல் மற்றும் பல குவாண்டம் எண்கள் பாதுகாக்கப்பட வேண்டும். சில குவாண்டம் எண்கள் சிதைவின் போது மாறலாம், ஆனால் சில விதிகளுக்கு உட்பட்டு இருக்கலாம். எலக்ட்ரான் மற்றும் புரோட்டான் நிலையான துகள்கள் என்று சொல்லும் சிதைவு விதிகள். சிதைவு விதிகளுக்கு உட்பட்டு அவை இனி அழிய முடியாது, எனவே அவை சிதைவின் சங்கிலிகளை முடிவுக்குக் கொண்டுவருகின்றன.

இங்கே நான் நியூட்ரான் பற்றி சில வார்த்தைகள் சொல்ல விரும்புகிறேன். ஒரு இலவச நியூட்ரான் சுமார் 15 நிமிடங்களில் புரோட்டானாகவும் எலக்ட்ரானாகவும் சிதைகிறது. இருப்பினும், நியூட்ரான் அணுக்கருவில் இருக்கும்போது இது நடக்காது. இந்த உண்மையை பல்வேறு வழிகளில் விளக்கலாம். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு அணுவின் கருவில் ஒரு எலக்ட்ரான் மற்றும் சிதைந்த நியூட்ரானின் கூடுதல் புரோட்டான் தோன்றும்போது, ​​​​ஒரு தலைகீழ் எதிர்வினை உடனடியாக நிகழ்கிறது - புரோட்டான்களில் ஒன்று எலக்ட்ரானை உறிஞ்சி நியூட்ரானாக மாறும். இந்த படம் டைனமிக் சமநிலை என்று அழைக்கப்படுகிறது. பெருவெடிப்புக்குப் பிறகு, அதன் வளர்ச்சியின் ஆரம்ப கட்டத்தில் இது பிரபஞ்சத்தில் காணப்பட்டது.

சிதைவு எதிர்வினைகளுக்கு கூடுதலாக, சிதறல் எதிர்வினைகளும் உள்ளன - இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட துகள்கள் ஒரே நேரத்தில் தொடர்பு கொள்ளும்போது, ​​​​இதன் விளைவாக ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட துகள்கள் பெறப்படுகின்றன. இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட துகள்கள் ஒன்றை உருவாக்கும் போது, ​​உறிஞ்சுதல் எதிர்வினைகளும் உள்ளன. அனைத்து எதிர்வினைகளும் வலுவான பலவீனமான அல்லது மின்காந்த தொடர்புகளின் விளைவாக நிகழ்கின்றன. வலுவான தொடர்பு காரணமாக ஏற்படும் எதிர்வினைகள் வேகமானவை; அத்தகைய எதிர்வினையின் நேரம் 10 மைனஸ் 20 வினாடிகளை எட்டும். மின்காந்த தொடர்பு காரணமாக ஏற்படும் எதிர்வினைகளின் வேகம் குறைவாக உள்ளது; இங்கே நேரம் சுமார் 10 மைனஸ் 8 வினாடிகள் இருக்கலாம். பலவீனமான தொடர்பு எதிர்வினைகளுக்கு, நேரம் பத்து வினாடிகள் மற்றும் சில நேரங்களில் ஆண்டுகள் அடையலாம்.

துகள்கள் பற்றிய கதையின் முடிவில், குவார்க்குகளைப் பற்றி பேசலாம். குவார்க்குகள் என்பது ஒரு எலக்ட்ரானின் மின்னூட்டத்தின் மூன்றில் ஒரு பங்கின் பெருக்கமான மின் கட்டணத்தைக் கொண்ட அடிப்படைத் துகள்கள் மற்றும் அவை இலவச நிலையில் இருக்க முடியாது. அவர்கள் ஏதோ ஒரு பகுதியாக மட்டுமே வாழக்கூடிய வகையில் அவர்களின் தொடர்பு ஏற்பாடு செய்யப்பட்டுள்ளது. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு குறிப்பிட்ட வகையின் மூன்று குவார்க்குகளின் கலவையானது ஒரு புரோட்டானை உருவாக்குகிறது. மற்றொரு கலவை நியூட்ரானை உருவாக்குகிறது. மொத்தம் 6 குவார்க்குகள் அறியப்படுகின்றன. அவற்றின் வெவ்வேறு சேர்க்கைகள் நமக்கு வெவ்வேறு துகள்களைத் தருகின்றன, மேலும் குவார்க்குகளின் அனைத்து சேர்க்கைகளும் இயற்பியல் விதிகளால் அனுமதிக்கப்படவில்லை என்றாலும், குவார்க்குகளால் ஆன துகள்கள் நிறைய உள்ளன.

இங்கே கேள்வி எழலாம்: புரோட்டான் குவார்க்குகளைக் கொண்டிருந்தால் அதை எவ்வாறு அடிப்படை என்று அழைக்க முடியும்? இது மிகவும் எளிமையானது - புரோட்டான் அடிப்படையானது, ஏனெனில் அதை அதன் கூறு பாகங்களாக பிரிக்க முடியாது - குவார்க்குகள். வலுவான தொடர்புகளில் பங்கேற்கும் அனைத்து துகள்களும் குவார்க்குகளைக் கொண்டிருக்கின்றன, அதே நேரத்தில் அடிப்படையானவை.

பிரபஞ்சத்தின் கட்டமைப்பைப் புரிந்துகொள்வதற்கு அடிப்படைத் துகள்களின் தொடர்புகளைப் புரிந்துகொள்வது மிகவும் முக்கியமானது. மேக்ரோ உடல்களில் நடக்கும் அனைத்தும் துகள்களின் தொடர்புகளின் விளைவாகும். பூமியில் மரங்களின் வளர்ச்சி, நட்சத்திரங்களின் உட்புறத்தில் ஏற்படும் எதிர்வினைகள், நியூட்ரான் நட்சத்திரங்களிலிருந்து வரும் கதிர்வீச்சு மற்றும் பலவற்றை விவரிக்கும் துகள்களின் தொடர்பு இது.