מאַטעריאַל וועגן סובאַטאָמישע פּאַרטיקלען
מיר לעבן אין אַ וועלט אָנגעפילט מיט די סאָלידס, פליסיקייטן און גאַזן וואָס מיר זען יעדן טאָג. אָבער, אויב מיר גייען טיפער אַרײַן אין די מערסט יסודותדיקע סטרוקטורן פון מאַטעריע, וועלן מיר אַנטדעקן אַ גאָר אַנדערע וועלט: די וועלט פון סובאַטאָמישע פּאַרטיקלען. סובאַטאָמישע פּאַרטיקלען זענען די גרונטלעכע בוישטיינער פון אַטאָמען און זענען פאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר די כעמישע און פיזישע אייגנשאַפטן פון אַלע מאַטעריע אין דער וועלט. אין דעם אַרטיקל וועלן מיר דיסקוטירן די פֿאַרשידענע טיפּן סובאַטאָמישע פּאַרטיקלען, ווי זיי זענען אַנטדעקט געוואָרן, און זייער ראָלע אין פֿאָרעמען די מאַטעריע וואָס מיר קענען.
געשיכטע פון דער אנטדעקונג פון סובאטאמישע טיילכלעך
די ענטדעקונג פון סובאטאמישע טיילכלעך האט זיך אנגעהויבן מיט דער ענטדעקונג פון דעם עלעקטראן דורך דזש. דזש. טאמסאן אין 1897. עלעקטראנען זענען ענטדעקט געווארן דורך קאטאד שטראל עקספערימענטן, וואס האבן דעמאנסטרירט אז אטאמען זענען נישט אומטיילבאר ווי פריער געגלויבט דורך דזשאן דאלטאן'ס אטאם טעאריע. די ענטדעקונג האט געפלאסטערט דעם וועג פאר א מער קאמפליצירטע אטאם טעאריע.
נאך דער אנטדעקונג פון דעם עלעקטראן, האבן וויסנשאפטלער אנגעהויבן זוכן נאך אנדערע טיילכלעך וואס מאכן אויס אטאמען. אין די פריע 20סטע יארהונדערט, האט ערנעסט ראטערפארד פארגעשטעלט א מאדעל פון דעם אטאם באשטייענדיק פון א געדיכטן קערן ארומגענומען מיט עלעקטראנען וואס דרייען זיך ארום דעם קערן. אין עקספערימענטן וואו ער האט געשאסן אלפא טיילכלעך אויף א דין גאלדענע שטאפל, האט ראטערפארד געפונען אז רוב פון די אלפא טיילכלעך זענען אדורך די שטאפל אומגעביטן, בשעת עטליכע זענען רעפלעקטירט געווארן אין גרויסע ווינקלען. דאס האט געוויזן אז דער אטאמישער קערן איז געווען זייער קליין אבער האט געהאט א גרויסע מאסע און פאזיטיווע לאדונג.
הויפּט סובאַטאָמישע פּאַרטיקלען
בכלל, סובאטאמישע טיילכלעך ווערן צעטיילט אין צוויי קאטעגאריעס: פערמיאנען און באזאנען. פערמיאנען זענען די טיילכלעך וואס מאכן אויס מאטעריע, בשעת באזאנען זענען די טיילכלעך וואס דינען אלס קראפט טרעגער.
עלעקטראָן
עלעקטראָנען זענען נעגאַטיוו געלאָדענע פּאַרטיקלען וואָס אַרומרינגלען דעם אַטאָם קערן. זיי זענען זייער ליכט קאַמפּערד צו פּראָטאָנען און נעיטראָנען, מיט אַ מאַסע פון בלויז וועגן 1/1836 פון די פון אַ פּראָטאָן. עלעקטראָנען זענען פאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר פילע פון די כעמישע אייגנשאַפטן פון אַטאָמען ווייַל זיי זענען ינוואַלווד אין די פאָרמירונג פון כעמישע בונדן און כעמישע רעאַקציעס.
פּראָטאָן
פּראָטאָנען זענען פּאָזיטיוו געלאָדענע פּאַרטיקלען וואָס געפינען זיך אין דעם קערן פון אַן אַטאָם. פּראָטאָנען האָבן אַ מאַסע פון בערך 1.6726 × 10^(-27) ק"ג, וואָס איז כּמעט די זעלבע ווי אַ נעיטראָן. די צאָל פּראָטאָנען אין אַן אַטאָם'ס קערן באַשטימט דעם כעמישן עלעמענט פון יענעם אַטאָם. למשל, וואַסערשטאָף האט איין פּראָטאָן, בשעת העליום האט צוויי. פּראָטאָנען שפּילן אויך אַ ראָלע אין באַשטימען אַן עלעמענט'ס אַטאָם נומער.
נעוטראָן
נעיטראנען זענען נייטראלע טיילכלעך וואָס מען געפינט אויך אין דעם אַטאָם־קערן. זיי האָבן אַ מאַסע זייער ענלעך צו דער מאַסע פון פּראָטאָנען. זייער הויפּט־פונקציע איז צו צושטעלן פעסטקייט צום אַטאָם־קערן. אַטאָמען מיט אַן אומבאַלאַנס אין דער צאָל נעיטראנען און פּראָטאָנען קענען ווערן ראַדיאָאַקטיוו און אַרויסלאָזן ראַדיאַציע דורך ראַדיאָאַקטיוון פאַרפויל.
באָסאָן: קראַפט-טראָגנדיקער טייל
באָזאָנען זענען טיילכלעך וואָס טראָגן די יסודותדיקע כוחות אין דער וועלט. עס זענען פיר יסודותדיקע כוחות: גראַוויטאַציע, די עלעקטראָמאַגנעטישע קראַפט, די שוואַכע קראַפט, און די שטאַרקע קראַפט. יעדער פון די יסודותדיקע כוחות האט זיין אייגענעם טרעגער טיילכל.
פאָטאָן
פאָטאָנען זענען טיילכלעך וואָס טראָגן די עלעקטראָמאַגנעטישע קראַפט. זיי האָבן נישט קיין מאַסע און רייזן מיט דער גיכקייט פון ליכט. פאָטאָנען זענען פאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר דערשיינונגען ווי ליכט, היץ און אַנדערע עלעקטראָמאַגנעטישע ראַדיאַציע.
גלואָן
גלואָנען זענען טיילכלעך וואָס טראָגן די שטאַרקע קראַפט, בינדנדיק פּראָטאָנען און נעיטראָנען צוזאַמען אין דעם אַטאָם קערן. אָן גלואָנען, וואָלטן פּראָטאָנען און נעיטראָנען נישט געקענט זיך פֿאַרבינדן איינער מיטן אַנדערן, און דער אַטאָם קערן וואָלט זיך צעפֿאַלן.
W און Z באָזאָנס
די W און Z באָזאָנען זענען פּאַרטיקלען וואָס טראָגן די שוואַכע קראַפט. די שוואַכע קראַפט איז פאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר עטלעכע טייפּס פון ראַדיאָאַקטיוו פאַרפוילן און נוקלעאַרע רעאַקציעס, אַזאַ ווי ביתא פאַרפוילן.
גראַוויטאָן (היפּאָטעטיש)
דער גראַוויטאָן איז אַ היפּאָטעטיש, נאָך-צו-געפֿונען טיילכל וואָס טראָגט די קראַפט פֿון גראַוויטאַציע. אויב גראַוויטאַציע וואָלט געהאַט אַ טרעגער טיילכל, וואָלט מען ערוואַרטעט אַז עס זאָל האָבן נול מאַסע און אינטעראַקטירן זייער שוואַך מיט אַנדערע מאַטעריע.
אינטעראַקציעס צווישן סובאַטאָמישע פּאַרטיקלען
סובאטאמישע טיילכלעך אינטעראַקטירן דורך די יסודותדיקע כוחות וואָס זענען פריער דערמאָנט געוואָרן. די אינטעראַקציעס צווישן טיילכלעך באַשטימען אין גרויסן טייל די פיזישע און כעמישע אייגנשאַפטן פון מאַטעריע.
עלעקטראָמאַגנעטישע קראַפט
די עלעקטראָמאַגנעטישע קראַפט איז די אינטעראַקציע צווישן געלאָדענע פּאַרטיקלען, ווי פּראָטאָנען און עלעקטראָנען. דאָס איז די קראַפט פאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר רובֿ פון די כעמישע און פיזישע אייגנשאַפטן וואָס מיר אָבסערווירן געוויינטלעך.
שטאַרקע קראַפט
די שטאַרקע קראַפט איז די קראַפט וואָס בינדט פּראָטאָנען און נעיטראָנען אין דעם אַטאָם קערן. עס איז די מערסט שטאַרקע קראַפט אין דער וועלט, אָבער עס אַרבעט נאָר איבער זייער קורצע דיסטאַנצן.
שוואַכע קראַפט
די שוואַכע קראַפט איז ינוואַלווד אין ראַדיאָאַקטיוו פאַרפוילן און עטלעכע אנדערע נוקלעאַרע רעאַקציעס. טראָץ איר נאָמען, שפּילט עס נאָך אַ וויכטיקע ראָלע אין דער וועלט.
גראַוויטאַציאָנעלע קראַפט
גראַוויטאַציע איז די קראַפט וואָס ציט צוויי פּאַרטיקלען פון מאַסע צו יעדער אַנדערער. כאָטש גראַוויטאַציע איז אַ זייער שוואַכע קראַפט קאַמפּערד צו די אנדערע דריי, שפּילט עס אַ באַטייטיקע ראָלע אויף גרויסע וואָג ווי פּלאַנעטן, שטערן און גאַלאַקסיעס.
קוואַנטום מעכאַניק און סובאַטאָמישע פּאַרטיקלען
קוואנטום מעכאניק איז א צווייג פון פיזיק וואס דערקלערט דאס אויפפירונג פון סובאטאמישע טיילכלעך. אנדערש ווי קלאסישע פיזיק, ווייזט קוואנטום מעכאניק אז סובאטאמישע טיילכלעך האבן כוואליע-ענלעכע אייגנשאפטן און קענען נישט זיין אין איין ארט אין א צייט.
הייזענבערג'ס אומזיכערהייט פרינציפ
הייזענבערג'ס אומזיכערהייט פרינציפ זאגט אז מיר קענען נישט וויסן די פאזיציע און מאמענטום פון א פארטיקל גלייכצייטיג מיט גאנץ גוטער פּרעציזיע. דאס מיינט אז עס איז שטענדיק אומזיכערהייט אין מעסטונג פון די פאזיציע און מאמענטום פון סובאטאמישע פארטיקלען.
כוואַליע פונקציעס און אָרביטאַלן
אין קוואַנטום מעכאניק, ווערן סובאַטאָמישע פּאַרטיקלען באַשריבן דורך כוואַליע פֿונקציעס, וואָס געבן די וואַרשיינלעכקייט צו געפֿינען דעם פּאַרטיקל אין אַ באַשטימטן אָרט. עלעקטראָנען אין אַטאָמען, למשל, רירן זיך נישט אין פֿיקסירטע אָרביטן ווי פּלאַנעטן, נאָר אין אָרביטאַלן וואָס געבן נאָר די וואַרשיינלעכקייט פֿון זייער זײַן אין אַ באַשטימטן ראַיאָן.
אַפּליקאַציעס און אימפּליקאַציעס
וויסן וועגן סובאטאמישע טיילכלעך האט פילע פראקטישע אנווענדונגען און טעארעטישע אימפליקאציעס. אין טעכנאָלאָגיע ווערן עלעקטראָנען גענוצט אין האַלב-קאָנדוקטאָר דעוויסעס און קאָמפּיוטערס. אין מעדיצין ווערט ראַדיאַציע פון ראַדיאָאַקטיווע איזאָטאָפּן גענוצט אין דער דיאַגנאָז און באַהאַנדלונג פון ראַק. פאָרשונג אויף סובאטאמישע טיילכלעך האט אויך געפירט צו דער אַנטוויקלונג פון נוקלעאַרער ענערגיע.
טעאָרעטיש, די שטודיע פון סובאַטאָמישע פּאַרטיקלען האט געפֿירט צו אַ טיפֿערן פֿאַרשטאַנד פֿון דער וועלט. דער סטאַנדאַרד מאָדעל, וואָס נעמט אַרײַן דרײַ פֿון די פֿיר פֿונדאַמענטאַלע כוחות, גיט אַ ראַם פֿאַר פֿאַרשטיין פּאַרטיקל אינטעראַקציעס. אָבער, גראַוויטאַציע איז נישט פֿולשטענדיק אינטעגרירט געוואָרן אין דעם מאָדעל, און וויסנשאַפֿטלער אַרבעטן ווײַטער צו געפֿינען אַ טעאָריע וואָס קען פֿאַראייניקן אַלע כוחות אין אַ קאָוכערענטן ראַם.
קעסימפּולאַן
סובאטאמישע טיילכלעך זענען די יסודות'דיגע קאמפאנענטן פון מאטעריע וואס מאכן אויס אלעס אין אוניווערס. פון עלעקטראנען ביז פראטאנען און נעיטראנען, ביז קראפט-טראגנדיקע באזאנען, שפילן די טיילכלעך א קריטישע ראלע אין באשטימען די אייגנשאפטן פון מאטעריע. די אנטדעקונג און פארשטאנד פון סובאטאמישע טיילכלעך האט געעפנט אסאך טירן פאר דער אנטוויקלונג פון טעכנאלאגיע און וויסנשאפט. קוואנטום מעכאניק גיט א יוניק בליק אויף די אויפפירונג פון די טיילכלעך, און אונטערשיידט זיי פון די גרעסערע אביעקטן פון קלאסישער פיזיק. די שטודיע פון סובאטאמישע טיילכלעך בלייבט איינע פון די מערסט אויפרעגענדע און איינפלוסרייכע געביטן פון פארשונג אין פיזיק.
