Що більше нейтрон чи протон. Будова атомів – елементарні частинки речовини, електрони, протони, нейтрони

Протон - стабільна частка класу адронів, ядро ​​атома водню.

Важко сказати, яку подію можна вважати відкриттям протона: адже як іон водню він був відомий вже давно. У відкритті протона зіграли роль і створення Е. Резерфордом планетарної моделі атома (1911), і відкриття ізотопів (Ф. Содді, Дж. Томсон, Ф. Астон, 1906-1919), і спостереження ядер водню, вибитих альфа-частинками з ядер азоту (Е. Резерфорд, 1919). У 1925 р. П. Блекетт отримав у камері Вільсона перші фотографії слідів протона, підтвердивши відкриття штучного перетворення елементів. У цих дослідах?-Частина захоплювалася ядром азоту, яке випускало протон і перетворювалося в ізотоп кисню.

Разом з нейтронами протони утворюють атомні ядра всіх хімічних елементів, Причому число протонів в ядрі визначає атомний номер даного елемента. Протон має позитивний електричний заряд, що дорівнює елементарному заряду, тобто. абсолютної величинизаряду електрона. Це перевірено експериментально з точністю до 10-21. Маса протона mp = (938,2796 ± 0,0027) МеВ або ~ 1,6-10-24 г, тобто протон у 1836 разів важчий за електрон! З сучасної точкиПротон не є істинно елементарною частинкою: він складається з двох u-кварків з електричними зарядами +2/3 (в одиницях елементарного заряду) і одного d-кварка з електричним зарядом -1/3. Кварки пов'язані між собою обміном іншими гіпотетичними частинками - глюонами, квантами поля, що переносить сильні взаємодії. Дані експериментів, у яких розглядалися процеси розсіювання електронів на протонах, дійсно свідчать про наявність усередині протонів точкових центрів, що розсіюють. Ці досліди у певному сенсі дуже схожі на досліди Резерфорда, що призвели до відкриття атомного ядра. Будучи складовою, протон має кінцеві розміри ~ 10-13 см, хоча, зрозуміло, його не можна представляти як тверда кулька. Скоріше, протон нагадує хмару з розмитою кордоном, що складається з віртуальних частинок, що народжуються і анігілюють. Протон, як і всі адрони, бере участь у кожному з фундаментальних взаємодій. Так. сильні взаємодії пов'язують протони та нейтрони в ядрах, електромагнітні взаємодії - протони та електрони в атомах. Прикладами слабких взаємодій можуть служити бета-розпад нейтрону або внутрішньоядерне перетворення протона в нейтрон з випромінюванням позитрону і нейтрино (для вільного протона такий процес неможливий в силу закону збереження та перетворення енергії, оскільки нейтрон має дещо більшу масу). Спин протону дорівнює 1/2. Адрони з напівцілим спином називаються баріонами (від грецького слова, Що означає "важкий"). До баріонів відносяться протон, нейтрон, різні гіперони (?,?,?,?) і ряд частинок з новими квантовими числами, більшість з яких ще не відкрита. Для характеристики баріонів введено особлива кількість- баріонний заряд, рівний 1 для баріонів, - 1 - для антибаріонів та О - для всіх інших частинок. Баріонний заряд не є джерелом баріонного поля, він введений лише для опису закономірностей, що спостерігалися в реакціях з частинками. Ці закономірності виражаються як закону збереження баріонного заряду: різниця між числом баріонів і антибаріонів у системі зберігається у будь-яких реакціях. Збереження баріонного заряду унеможливлює розпад протона, бо він найлегший з баріонів. Цей закон має емпіричний характер і, безумовно, має бути перевірений на експерименті. Точність закону збереження баріонного заряду характеризується стабільністю протона, експериментальна оцінка для життя якого дає значення щонайменше 1032 років.

У той самий час у теоріях, що об'єднують всі види фундаментальних взаємодій, передбачаються процеси, які призводять до порушення баріонного заряду і розпаду протона. Час життя протона у таких теоріях вказується дуже точно: приблизно 1032±2 років. Цей час величезний, він набагато більше часу існування Всесвіту (~ 2*1010 років). Тому протон практично стабільний, що уможливило утворення хімічних елементів і зрештою поява розумного життя. Однак пошуки розпаду протона представляють зараз одну з найважливіших завданьекспериментальної фізики За часу життя протона ~ 1032 років обсягом води 100 м3 (1 м3 містить ~ 1030 протонів) слід очікувати розпаду одного протона на рік. Залишається лише зареєструвати цей розпад. Відкриття розпаду протона стане важливим кроком до правильного розуміння єдності природних сил.

Нейтрон - нейтральна частка, що відноситься до класу адронів. Відкритий 1932 р. англійським фізиком Дж. Чедвіком. Разом із протонами нейтрони входять до складу атомних ядер. Електричний заряднейтрону qn дорівнює нулю. Це підтверджується прямими вимірами заряду щодо відхилення пучка нейтронів у сильних електричних полях, що показали, що |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.

Нейтрони стійкі лише у складі стабільних атомних ядер. Вільний нейтрон - нестабільна частка, що розпадається на протон (р), електрон (е-) та електронне антинейтрино. Час життя нейтрону становить (917 ?14) з, тобто близько 15 хв. У речовині у вільному вигляді нейтрони існують набагато менше внаслідок сильного поглинання їх ядрами. Тому вони виникають у природі або виходять у лабораторії лише внаслідок ядерних реакцій.

За енергетичним балансом різних ядерних реакцій визначено величину різниці мас нейтрону і протону: mn-mp(1,29344±0,00007) МеВ. Зі зіставлення її з масою протона отримаємо масу нейтрону: mn = 939,5731 ± 0,0027 МеВ; це відповідає mn ~ 1,6-10-24. Нейтрон бере участь у всіх видах фундаментальних взаємодій. Сильні взаємодії пов'язують нейтрони та протони в атомних ядрах. Приклад слабкої взаємодії - бета-розпад нейтрону.

Чи бере участь ця нейтральна частка в електромагнітних взаємодіях? Нейтрон має внутрішню структуру, і в ньому за загальної нейтральності існують електричні струми, що призводять, зокрема, до появи у нейтрона магнітного моменту. Іншими словами, в магнітному полі нейтрон веде себе подібно до стрілки компаса. Це лише один із прикладів його електромагнітної взаємодії. Великий інтерес набули пошуки дипольного електричного моменту нейтрону, для якого було отримано верхню межу. Тут найефективніші досліди вдалося поставити вченим Ленінградського інституту ядерної фізики АН СРСР; пошуки дипольного моменту нейтронів є важливими для розуміння механізмів порушення інваріантності щодо обігу часу в мікропроцесах.

Гравітаційні взаємодії нейтронів спостерігалися безпосередньо їх падіння у полі тяжіння Землі.

Зараз прийнято умовну класифікацію нейтронів щодо їх кінетичної енергії:

повільні нейтрони (<105эВ, есть много их разновидностей),

швидкі нейтрони (105?108еВ), високоенергійні (>108еВ).

Дуже цікавими властивостями мають дуже повільні нейтрони (10-7еВ), які отримали назву ультрахолодних. Виявилося, що ультрахолодні нейтрони можна накопичувати в «магнітних пастках» і навіть орієнтувати там їхні спини у певному напрямку. За допомогою магнітних полів спеціальної конфігурації ультрахолодні нейтрони ізолюються від стінок, що поглинають, і можуть «жити» в пастці, поки не розпадуться. Це дозволяє проводити багато тонких експериментів з вивчення властивостей нейтронів. Інший метод зберігання ультрахолодних нейтронів ґрунтується на їх хвильових властивостях. Такі нейтрони можна просто зберігати у замкнутому «банку». Ця ідея була висловлена ​​радянським фізиком Я. Б. Зельдовичем наприкінці 1950-х рр., і перші результати були отримані в Дубні в інституті ядерних досліджень майже через десятиліття.

Нещодавно вченим вдалося побудувати посудину, в якій ультрахолодні нейтрони живуть до свого природного розпаду.

Вільні нейтрони здатні активно взаємодіяти з атомними ядрами, спричиняючи ядерні реакції. В результаті взаємодії повільних нейтронів з речовиною можна спостерігати резонансні ефекти, дифракційне розсіювання в кристалах тощо. Завдяки цим своїм особливостям нейтрони широко використовуються в ядерній фізиці та фізиці твердого тіла. Вони відіграють важливу роль у ядерній енергетиці, у виробництві трансуранових елементів та радіоактивних ізотопів, знаходять практичне застосування у хімічному аналізі та в геологічній розвідці.

Атоми – найдрібніші частинки речовини.
Якщо збільшити до розмірів Земної кулі яблуко середньої величини, то атоми стануть розміром лише з яблуко. Незважаючи на такі малі розміри, атом складається з ще дрібніших фізичних частинок.
З будовою атома ви повинні бути вже знайомі зі шкільного курсу фізики. І все-таки нагадаємо, що у складі атома є ядро ​​та електрони, які обертаються навколо ядра так швидко, що стають нерозрізняними – утворюють "електронну хмару", або електронну оболонку атома.

Електрониприйнято позначати так: e − . Електрони e− дуже легкі, майже невагомі, зате мають негативнийелектричний заряд. Він дорівнює -1. Електричний струм, яким ми всі користуємося - це потік електронів, що біжить у проводах.

Ядро атома, в якому зосереджена майже вся його маса, складається з частинок двох сортів – нейтронів та протонів.

Нейтронипозначають так: n 0 , а протониТак: p + .
За масою нейтрони та протони майже однакові - 1,675 · 10 -24 г та 1,673 · 10 -24 г.
Щоправда, вважати масу таких маленьких частинок у грамах дуже незручно, тому її виражають у вуглецевих одиницях, Кожна з яких дорівнює 1,673 · 10 -24 р.
Для кожної частки одержують відносну атомну масу, рівну окремому від поділу маси атома (у грамах) на масу вуглецевої одиниці. Відносні атомні маси протона і нейтрону дорівнюють 1, а ось заряд у протонів позитивний і дорівнює +1, тоді як у нейтронів заряду немає.

. Загадки про атом

Атом можна зібрати "в умі" з частинок, як іграшку чи машинку з деталей дитячого конструктора. Треба тільки при цьому дотримуватися двох важливих умов.

• Перша умова: кожному виду атомів відповідає свій власний набір"деталей" - елементарних частинок. Наприклад, в атомі водню обов'язково буде ядро ​​з позитивним зарядом +1, отже, в ньому неодмінно має бути один протон (і не більше).
  В атомі водню можуть бути нейтрони. Про це - у наступному параграфі.
  Атом кисню (порядковий номер у Періодичній системі дорівнює 8) матиме ядро, заряджене вісьмоюпозитивними зарядами (+8), - отже, там вісім протонів. Оскільки маса атома кисню дорівнює 16 відносних одиниць, щоб одержати ядро ​​кисню, додамо ще 8 нейтронів.
• Друга умоваполягає в тому, щоб кожен атом виявився електронейтральним. Для цього в ньому має бути електронів стільки, щоб урівноважити заряд ядра. Інакше кажучи, число електронів в атомі дорівнює числу протоніву його ядрі, а також порядковому номеру цього елемента у Періодичній системі.

Як зазначалося, атом складається з трьох видів елементарних частинок: протонів, нейтронів і електронів. Атомне ядро ​​- центральна частина атома, що складається з протонів та нейтронів. Протони та нейтрони мають загальну назву нуклон, в ядрі вони можуть перетворюватися один на одного. Ядро найпростішого атома – атома водню – складається з однієї елементарної частинки – протона.

Діаметр ядра атома дорівнює приблизно 10-13 – 10-12 см і становить 0,0001 діаметра атома. Однак практично вся маса атома (99,95-99,98%) зосереджена в ядрі. Якби вдалося отримати 1 см3 чистої ядерної речовини, маса її становила б 100-200 млн.т. Маса ядра атома у кілька тисяч разів перевищує масу всіх електронів, що входять до складу атома.

Протон- Елементарна частка, ядро ​​атома водню. Маса протона дорівнює 1,6721 х 10-27 кг, вона в 1836 разів більша за масу електрона. Електричний заряд позитивний і дорівнює 1,66 х 10-19 Кл. Кулон - одиниця електричного заряду, що дорівнює кількості електрики, що проходить через поперечний переріз провідника за час 1с при незмінній силі струму 1А (ампер).

Кожен атом будь-якого елемента містить у ядрі кілька протонів. Це постійне для даного елемента і визначає його фізичні та хімічні властивості. Тобто, від кількості протонів залежить, з яким хімічним елементом ми маємо справу. Наприклад, якщо в ядрі один протон – це водень, якщо 26 протонів – це залізо. Число протонів в атомному ядрі визначає заряд ядра (зарядове число Z) та порядковий номер елемента в періодичній системі елементів Д.І. Менделєєва (атомний номер елемента).

Нейтрон- Електрично нейтральна частка з масою 1,6749 х 10-27кг, в 1839 разів більше маси електрона. Нейрон у вільному стані - нестабільна частка, він самостійно перетворюється на протон з випромінюванням електрона та антинейтрино. Період напіврозпаду нейтронів (час, протягом якого розпадається половина первісної кількості нейтронів) дорівнює приблизно 12 хв. Однак у зв'язаному стані всередині стабільних атомних ядер він стабільний. Загальне число нуклонів (протонів та нейтронів) в ядрі називають масовим числом (атомною масою – А). Число нейтронів, що входять до складу ядра, дорівнює різниці між масовим і зарядовим числами: N = A - Z.

Електрон- елементарна частка, носій найменшої маси - 0,91095х10-27г та найменшого електричного заряду - 1,6021х10-19 Кл. Це негативно заряджена частка. Число електронів у атомі дорівнює числу протонів у ядрі, тобто. атом електрично нейтральний.

Позитрон- елементарна частка з позитивним електричним зарядом, античастка по відношенню до електрона. Маса електрона та позитрону рівні, а електричні заряди рівні за абсолютною величиною, але протилежні за знаком.

Різні типи ядер називають нуклідами. Нуклід - вид атомів з цими числами протонів та нейтронів. У природі існують атоми одного й того самого елемента з різною атомною масою (масовим числом):
, Cl і т.д. Ядра цих атомів містять однакову кількість протонів, але різне число нейтронів. Різновиди атомів одного і того ж елемента, що мають однаковий заряд ядер, але різне масове число називаються ізотопами . Маючи однакову кількість протонів, але відрізняючись числом нейтронів, ізотопи мають однакову будову електронних оболонок, тобто. дуже близькі хімічні властивості і займають те саме місце в періодичній системі хімічних елементів.

Позначають символом відповідного хімічного елемента з розташованим згори зліва індексом А - масовим числом, іноді зліва внизу наводиться також число протонів (Z). Наприклад, радіоактивні ізотопи фосфору позначають 32Р, 33Р або Р і Р відповідно. При позначенні ізотопу без вказівки символу елемента наводиться масове число після позначення елемента, наприклад, фосфор - 32, фосфор - 33.

Більшість хімічних елементів має кілька ізотопів. Крім ізотопу водню 1Н-протию, відомий важкий водень 2Н-дей-терій та надважкий водень 3Н-тритій. У урану 11 ізотопів, у природних сполуках їх три (уран 238, уран 235, уран 233). У них по 92 протони і відповідно 146,143 та 141 нейтрон.

В даний час відомо понад 1900 ізотопів 108 хімічних елементів. З них до природних відносяться всі стабільні (їх приблизно 280) та природні ізотопи, що входять до складу радіоактивних сімейств (їх 46). Інші відносяться до штучних, вони отримані штучним шляхом внаслідок різних ядерних реакцій.

Термін «ізотопи» слід застосовувати тільки в тих випадках, коли йдеться про атоми одного й того самого елемента, наприклад, вуглецю 12С і 14С. Якщо маються на увазі атоми різних хімічних елементів, рекомендується використовувати термін «нукліди», наприклад радіонукліди 90Sr, 131J, 137Cs.

Поговоримо про те, як знайти протони, нейтрони та електрони. В атомі існує три види елементарних частинок, причому кожна має свій елементарний заряд, масу.

Будова ядра

Для того щоб зрозуміти, як знайти протони, нейтрони і електрони, уявимо, що воно є основною частиною атома. Усередині ядра розташовуються протони і нейтрони, які називаються нуклонами. Усередині ядра ці частинки можуть переходити одна в одну.

Наприклад, щоб знайти протони, нейтрони та електрони необхідно знати його порядковий номер. Якщо врахувати, що цей елемент очолює періодичну систему, то його ядрі міститься один протон.

Діаметр атомного ядра становить десятитисячну частку всього обсягу атома. У ньому зосереджена переважна більшість всього атома. По масі ядро ​​перевищує у тисячі разів суму всіх електронів, що є в атомі.

Характеристика частинок

Розглянемо, як знайти протони, нейтрони та електрони в атомі, і дізнаємося про їх особливості. Протон - це відповідає ядру атома водню. Його маса перевищує електрон у 1836 разів. Для визначення одиниці електрики, що проходить через провідник із заданим поперечним перерізом, використовують електричний заряд.

У кожного атома в ядрі розташовується певна кількість протонів. Воно є постійною величиною, що характеризує хімічні та фізичні властивості даного елемента.

Як знайти протони, нейтрони та електрони в атомі вуглецю? Порядковий номер даного хімічного елемента 6, отже, ядро ​​містить шість протонів. Відповідно до планетарної навколо ядра орбітами рухається шість електронів. Для визначення кількість нейтронів значення вуглецю (12) віднімаємо кількість протонів (6), отримуємо шість нейтронів.

Для атома заліза число протонів відповідає 26, тобто цей елемент має 26 порядковий номер у таблиці Менделєєва.

Нейтрон є електрично нейтральною частинкою, нестабільною у вільному стані. Нейтрон здатний мимоволі перетворюватися на позитивно заряджений протон, випускаючи при цьому антинейтрино і електрон. Середній період напіврозпаду становить 12 хвилин. Масове число - це сумарне значення кількості протонів та нейтронів усередині ядра атома. Спробуємо з'ясувати, як знайти протони, нейтрони та електрони в іоні? Якщо атом під час хімічної взаємодії з іншим елементом набуває позитивного ступеня окислення, то число протонів і нейтронів у ньому не змінюється, менше стає тільки електронів.

Висновок

Існувала кілька теорій, що стосуються будови атома, але жодна з них не була життєздатною. До версії, створеної Резерфордом, був детального пояснення про розташування всередині ядра протонів і нейтронів, і навіть про обертанні круговими орбітами електронів. Після появи теорії планетарної будови атома у дослідників з'явилася можливість не лише визначати кількість елементарних частинок в атомі, а й передбачати фізичні та хімічні властивості конкретного хімічного елемента.

Багатьом зі школи добре відомо, що всі речовини складалися з атомів. Атоми у свою чергу складаються з протонів і нейтронів, що утворюють ядро ​​атоми та електронів, розташованих на деякій відстані від ядра. Багато хто також чув, що світло теж складається з частинок – фотонів. Однак у цьому світ частинок не обмежується. На сьогоднішній день відомо понад 400 різних елементарних частинок. Спробуємо зрозуміти, чим елементарні частинки відрізняються одна від одної.

Існує безліч параметрів, якими можна відрізнити елементарні частинки один від одного:

• Маса.
• Електричний заряд.
• Час життя. Багато елементарні частинки мають кінцевий час життя після якого вони розпадаються.
• Спін. Його можна, дуже приблизно вважати як обертальний момент.

Ще кілька параметрів або як їх прийнято називати в науці квантових чисел. Ці параметри не завжди мають зрозуміле фізичне значення, але вони потрібні для того, щоб відрізняти одні частинки від інших. Всі ці додаткові параметри введені як деякі величини, що зберігаються у взаємодії.

Масу мають майже всі частинки, крім фотони і нейтрино (за останніми даними нейтрино мають масу, але настільки малу, що часто її вважають банкрутом). Без масових частинок можуть існувати тільки в русі. Маса у всіх частинок різна. Мінімальною масою, крім нейтрино, має електрон. Частинки, які називаються мезонами, мають масу в 300-400 разів більшу масу електрона, протон і нейтрон майже в 2000 разів важчі за електрон. Зараз уже відкриті частинки, які майже у 100 разів важчі за протон. Маса, (або її енергетичний еквівалент за формулою Ейнштейна:

зберігається у всіх взаємодіях елементарних частинок.

Електричний заряд мають не всі частинки, а значить що не всі частинки здатні брати участь в електромагнітній взаємодії. У всіх часток, що вільно існують, електричний заряд кратний заряду електрона. Крім вільно існуючих частинок існують також частинки, які перебувають лише у пов'язаному стані, про них ми скажемо трохи пізніше.

Спин, як і інші квантові числа, у різних частинок різні і характеризують їх унікальність. Деякі квантові числа зберігаються в одних взаємодіях, деякі в інших. Всі ці квантові числа визначають те, які частки взаємодіють із якими і як.

Час життя також дуже важлива характеристика частинки, і її ми розглянемо докладніше. Почнемо із зауваження. Як ми вже сказали на початку статті – все, що нас оточує, складається з атомів (електронів, протонів і нейтронів) і світла (фотонів). А де тоді ще сотні різних видів елементарних частинок. Відповідь проста - всюди навколо нас, але ми не помічаємо з двох причин.

Перша з них - майже всі інші частинки живуть дуже мало, приблизно 10 мінус 10 ступеня секунд і менше, і тому не утворюють таких структур як атоми, кристалічні решітки і т.п. Друга причина стосується нейтрино, ці частинки хоч і не розпадаються, але вони схильні лише до слабкої та гравітаційної взаємодії. Це означає, що ці частинки взаємодіють на стільки незначно, що виявити майже неможливо.

Уявимо наочно у чому виражається те, наскільки частка добре взаємодіємо. Наприклад, потік електронів можна зупинити досить тонким листом сталі, близько кількох міліметрів. Це станеться тому, що електрони відразу почнуть взаємодіяти з частинками листа сталі, різко змінюватимуть свій напрямок, випромінюватиме фотони, і таким чином досить швидко втратить енергію. З потоком нейтрино все негаразд, вони майже без взаємодій можуть пройти наскрізь Земної Кулі. І тому виявити їх дуже важко.

Отже, більшість частинок живуть дуже короткий час, після якого вона розпадаються. Розпади частинок - реакції, що найчастіше зустрічаються. В результаті розпаду одна частка розпадається на кілька інших меншої маси, а ті в свою чергу розпадаються далі. Усі розпади підпорядковуються певним правилам – законам збереження. Так, наприклад, внаслідок розпаду повинен зберігатися електричний заряд, маса, спин та ще ряд квантових чисел. Деякі квантові числа під час розпаду можуть змінюватися, але також підкоряючись певним правилам. Саме правила розпаду говорять нам про те, що електрон та протон це стабільні частинки. Вони не можуть розпадаються підкоряючись правилам розпаду, і саме ними закінчуються ланцюжки розпаду.

Тут хочеться сказати кілька слів про нейтрон. Вільний нейтрон теж розпадається, на протон та електрон приблизно за 15 хвилин. Однак, коли нейтрон знаходиться в атомному ядрі, це не відбувається. Цей факт можна пояснити у різний спосіб. Наприклад так, коли в ядрі атома з'являється електрон і зайвий протон від нейтрону, що розпався, то тут же відбувається зворотна реакція - один з протонів поглинає електрон і перетворюється на нейтрон. Така картина називається динамічною рівновагою. Вона спостерігалася у всесвіті на ранній стадії її розвитку невдовзі після великого вибуху.

Окрім реакцій розпаду є ще реакції розсіювання – коли дві або більше частинок вступають у взаємодію одночасно, і в результаті виходить одна або кілька інших частинок. Також є реакції поглинання, коли із двох або більше частинок виходить одна. Всі реакції відбуваються в результаті сильної слабкої або електромагнітної взаємодії. Реакції, що йдуть за рахунок сильної взаємодії, йдуть найшвидше, час такої реакції може досягати 10 мінус 20 секунд. Швидкість реакцій що йдуть з допомогою електромагнітного взаємодії нижче, тут час то, можливо порядку 10 мінус 8 секунди. Для реакцій слабкої взаємодії час може досягати десятків секунд, а іноді й роки.

На завершення розповіді про частинки розповімо про кварки. Кварки - це елементарні частинки, що мають електричний заряд кратний третини заряду електрона і які не можуть існувати у вільному стані. Їх Взаємодія влаштовано так, що вони можуть жити лише у складі чогось. Наприклад, комбінація з трьох кварків певного типу утворюють протон. Інша комбінація дає нейтрон. Усього відомо 6 кварків. Їхні різні комбінації дають нам різні частинки, і хоча далеко не всі комбінації кварків дозволені фізичними законами, частинок, складених з кварків досить багато.

Тут може виникнути питання, як можна протон називати елементарним, якщо він складається з кварків. Дуже просто - протон елементарний, тому що його неможливо розщепити на складові - кварки. Всі частинки, які беруть участь у сильній взаємодії складаються з кварків, і є елементарними.

Розуміння взаємодій елементарних частинок дуже важливе розуміння устрою всесвіту. Все, що відбувається з макро тілами є результатом взаємодії частинок. Саме взаємодією частинок описуються зростання дерев на землі, реакції в надрах зірок, випромінювання нейтронних зірок та багато іншого.