Bayani Game da Ƙananan Barbashi
Muna rayuwa ne a cikin duniyar da ke cike da daskararru, ruwa, da iskar gas da muke gani kowace rana. Duk da haka, idan muka zurfafa cikin mafi mahimmancin tsarin abubuwa, za mu gano wata duniya daban: duniyar ƙwayoyin subatomic. Ƙwayoyin subatomic sune ginshiƙan gina atom kuma suna da alhakin halayen sinadarai da na zahiri na duk wani abu a cikin sararin samaniya. A cikin wannan labarin, za mu tattauna nau'ikan ƙwayoyin subatomic daban-daban, yadda aka gano su, da kuma rawar da suke takawa wajen tsara abin da muka sani.
Tarihin Gano Ƙwayoyin Subatomic
Gano ƙwayoyin subatomic ya fara ne da gano electron ta hannun J.J. Thomson a shekarar 1897. An gano electrons ta hanyar gwaje-gwajen hasken cathode, wanda ya nuna cewa atoms ba sa rabuwa kamar yadda ka'idar atomic ta John Dalton ta yi imani a baya. Wannan gano ya share hanyar samun ka'idar atomic mai rikitarwa.
Bayan gano electron, masana kimiyya sun fara neman wasu ƙwayoyin da suka samar da ƙwayoyin halitta. A farkon ƙarni na 20, Ernest Rutherford ya gabatar da samfurin atom ɗin wanda ya ƙunshi wani babban ƙwayar halitta da electrons ke kewaye da shi da ke kewaye da ƙwayar halitta. A cikin gwaje-gwajen da ya yi inda ya harba ƙwayoyin halitta na alpha a kan wani siririn foil na zinariya, Rutherford ya gano cewa yawancin ƙwayoyin halitta na alpha sun ratsa ta foil ɗin ba tare da sun canza ba, yayin da wasu kuma aka nuna su a manyan kusurwoyi. Wannan ya nuna cewa ƙwayar halitta ta atomic ɗin ƙarami ce amma tana da babban taro da kuma caji mai kyau.
Babban Ƙwayoyin Subatomic
Gabaɗaya, ƙwayoyin subatomic sun kasu kashi biyu: fermions da bosons. Fermions su ne ƙwayoyin da ke samar da abubuwa, yayin da bosons su ne ƙwayoyin da ke aiki a matsayin masu ɗaukar ƙarfi.
Lantarki
Electrons suna da ƙwayoyin cuta masu kama da na atom waɗanda ke kewaye da ƙwayar atom. Suna da sauƙi sosai idan aka kwatanta da protons da neutrons, tare da nauyin kusan 1/1836 na proton. Electrons suna da alhakin yawancin halayen sinadarai na atoms saboda suna da hannu wajen samar da haɗin sinadarai da halayen sinadarai.
proton
Protons ƙwayoyin cuta ne masu caji mai kyau da ake samu a cikin ƙwayar zarra. Protons suna da nauyin kimanin kilogiram 1.6726 × 10^(-27), wanda kusan iri ɗaya ne da neutron. Adadin protons a cikin ƙwayar zarra yana ƙayyade sinadarin sinadaran wannan ƙwayar zarra. Misali, hydrogen yana da proton ɗaya, yayin da helium yana da biyu. Protons kuma suna taka rawa wajen tantance adadin ƙwayar zarra.
Neutron
Neutrons barbashi ne masu tsaka-tsaki waɗanda kuma ake samu a cikin kwayar halittar atom. Suna da taro iri ɗaya da na protons. Babban aikinsu shine samar da kwanciyar hankali ga kwayar halittar atom. Kwayoyin halittar da ba su da daidaito a yawan neutrons da protons na iya zama masu rediyoaktif kuma suna fitar da radiation ta hanyar lalata rediyoaktif.
Boson: Ƙwayar da ke ɗauke da ƙarfi
Bosons ƙwayoyin cuta ne da ke ɗauke da ƙarfin asali a cikin sararin samaniya. Akwai ƙarfi guda huɗu na asali: nauyi, ƙarfin lantarki, ƙarfin rauni, da ƙarfi mai ƙarfi. Kowanne daga cikin waɗannan ƙarfi na asali yana da nasa ƙwayar cuta mai ɗauke da shi.
Foton
Photons barbashi ne da ke ɗauke da ƙarfin lantarki. Ba su da wani nauyi kuma suna tafiya a saurin haske. Photons suna da alhakin abubuwan da suka faru kamar haske, zafi, da sauran hasken lantarki.
Gluon
Gluons su ne barbashi waɗanda ke ɗauke da ƙarfi mai ƙarfi, suna ɗaure protons da neutrons tare a cikin kwayar halittar atom. Ba tare da gluons ba, protons da neutrons ba za su iya haɗuwa da juna ba, kuma kwayar halittar atom za ta wargaje.
Bosons na W da Z
Bosons na W da Z sune ƙwayoyin da ke ɗauke da ƙarfin da ba shi da ƙarfi. Ƙarfin da ba shi da ƙarfi yana da alhakin wasu nau'ikan ruɓewar rediyoaktif da kuma halayen nukiliya, kamar ruɓewar beta.
Graviton (Ma'ana)
Graviton wani abu ne da aka yi zato, wanda ba a gano ba tukuna, wanda ke ɗauke da ƙarfin nauyi. Idan nauyi yana da ƙwayar cuta mai ɗauke da shi, za a yi tsammanin ba shi da nauyi kuma yana mu'amala da wani abu mai rauni sosai.
Hulɗa Tsakanin Ƙananan Ƙwayoyin Halitta
Ƙwayoyin subatomic suna hulɗa ta hanyar ƙarfin da aka ambata a baya. Waɗannan hulɗar da ke tsakanin ƙwayoyin cuta galibi suna ƙayyade halayen zahiri da na sinadarai na kwayoyin halitta.
Ƙarfin Wutar Lantarki
Ƙarfin lantarki shine hulɗar da ke tsakanin ƙwayoyin da aka caji, kamar protons da electrons. Ita ce ƙarfin da ke da alhakin yawancin halayen sinadarai da na zahiri da muke gani akai-akai.
Ƙarfin Ƙarfi
Ƙarfin ƙarfi shine ƙarfin da ke ɗaure protons da neutrons a cikin ƙwayar atom. Ita ce ƙarfin da ya fi ƙarfi a duniya, amma yana aiki ne kawai a cikin ɗan gajeren nisa.
Ƙarfin Rauni
Ƙarfin da ba shi da ƙarfi yana da hannu a cikin ruɓewar rediyoaktif da wasu halayen nukiliya. Duk da sunansa, har yanzu yana taka muhimmiyar rawa a sararin samaniya.
Ƙarfin Nauyi
Nauyi shine ƙarfin da ke jawo ƙwayoyin cuta guda biyu zuwa ga juna. Duk da cewa nauyi yana da rauni sosai idan aka kwatanta da sauran ukun, yana taka muhimmiyar rawa a manyan sikelin kamar duniyoyi, taurari, da taurari.
Injiniyoyin Kwatantawa da Ƙananan Barbashi
Makanikan Kwatancen wani reshe ne na kimiyyar lissafi wanda ke bayanin halayen ƙwayoyin subatomic. Ba kamar kimiyyar lissafi ta gargajiya ba, makanikan Kwatancen yana nuna cewa ƙwayoyin subatomic suna da halaye masu kama da raƙuman ruwa kuma ba za su iya kasancewa a wuri ɗaya a lokaci guda ba.
Ka'idar Rashin Tabbas ta Heisenberg
Ka'idar rashin tabbas ta Heisenberg ta bayyana cewa ba za mu iya sanin matsayi da motsin ƙwayar cuta a lokaci guda tare da cikakken daidaito ba. Wannan yana nufin cewa koyaushe akwai rashin tabbas a cikin auna matsayi da motsin ƙwayoyin cuta na subatomic.
Ayyukan Wave da Orbitals
A cikin makanikan kwantum, ana bayyana barbashi masu siffar ƙasa ta hanyar ayyukan raƙuman ruwa, waɗanda ke ba da damar samun barbashi a wani wuri na musamman. Misali, electrons a cikin atoms ba sa motsawa a cikin tsararrun wurare kamar duniyoyi, amma a cikin orbitals waɗanda kawai ke ba da damar kasancewarsu a wani yanki na musamman.
Aikace-aikace da Ma'anoni
Sanin ƙwayoyin subatomic yana da amfani da yawa da kuma tasirin ka'idoji. A fannin fasaha, ana amfani da electrons a cikin na'urori da kwamfutoci na semiconductor. A fannin magani, ana amfani da radiation daga isotopes na rediyoaktif wajen gano cutar kansa da kuma magance ta. Bincike kan ƙwayoyin subatomic shi ma ya haifar da ci gaban makamashin nukiliya.
A ka'ida, nazarin ƙwayoyin subatomic ya haifar da zurfafa fahimtar sararin samaniya. Tsarin Daidaitacce, wanda ya haɗa da ƙarfi uku daga cikin manyan ƙarfi huɗu, yana ba da tsarin fahimtar hulɗar ƙwayoyin cuta. Duk da haka, ba a haɗa nauyi gaba ɗaya cikin wannan samfurin ba, kuma masana kimiyya suna ci gaba da aiki don nemo ka'idar da za ta iya haɗa dukkan ƙarfin zuwa tsarin haɗin kai.
Kammalawa
Barbashi masu siffar subatomic sune muhimman abubuwan da ke cikin kwayoyin halitta waɗanda suka ƙunshi komai a sararin samaniya. Daga electrons zuwa protons da neutrons, zuwa bosons masu ɗaukar ƙarfi, waɗannan barbashi suna taka muhimmiyar rawa wajen tantance halayen kwayoyin halitta. Ganowa da fahimtar barbashi masu siffar subatomic ya buɗe ƙofofi da yawa don haɓaka fasaha da kimiyya. Makanikan Quantum suna ba da ra'ayi na musamman game da halayen waɗannan barbashi, yana bambanta su da manyan abubuwan kimiyyar lissafi ta gargajiya. Nazarin barbashi masu siffar subatomic ya kasance ɗaya daga cikin fannoni mafi ban sha'awa da tasiri na bincike a fannin kimiyyar lissafi.
