مهندسی کده

شکافت ، فیزیک پر انرژی و مواد متراکم

در سال 1938 ، شیمی دان آلمانی ، اتو هان ، دانشجوی رادرفورد ، نوترون ها را به سمت اتم های اورانیوم هدایت كرد و انتظار داشت عناصر ترانس اورانیوم بدست آورد. در عوض ، آزمایشات شیمیایی وی باریم را به عنوان یک محصول نشان داد. یک سال بعد ، لیزه میتنر و برادرزاده اش اتو فریش تأیید کردند که نتیجه هان اولین شکاف هسته ای تجربی است. در سال 1944 ، هان جایزه نوبل شیمی را دریافت کرد. علی رغم تلاش های هان ، مشارکت های میتنر و فریش به رسمیت شناخته نشد.

در دهه 1950 ، توسعه شتاب دهنده های ذرات و آشکارسازهای ذرات به دانشمندان اجازه داد تا تأثیرات اتم های دارای انرژی زیاد را مطالعه کنند. مشخص شد که نوترون ها و پروتون ها هادرون یا کامپوزیت ذرات کوچکتر به نام کوارک هستند. مدل استاندارد فیزیک ذرات توسعه یافته است که تاکنون با موفقیت خواص هسته را از نظر این ذرات زیر اتمی و نیروهای حاکم بر فعل و انفعالات آنها توضیح داده است.

ساختار

ذرات زیر اتمی

مقاله اصلی: ذره زیر اتمی

گرچه کلمه اتم در ابتدا ذره ای را نشان می داد که نمی توان آن را به ذرات کوچکتر تقسیم کرد ، اما در استفاده علمی جدید ، اتم از ذرات مختلف زیر اتمی تشکیل شده است. ذرات تشکیل دهنده یک اتم الکترون ، پروتون و نوترون هستند.

الکترون با داشتن بار الکتریکی منفی و اندازه ای که برای اندازه گیری با استفاده از تکنیک های موجود خیلی کوچک است ، کمترین جرم این ذرات است. تا زمان کشف جرم نوترینو ، این سبکترین ذره با جرم استراحت مثبت اندازه گیری شده بود. در شرایط عادی ، الکترون ها توسط جاذبه ای که از بارهای الکتریکی مخالف ایجاد می شود ، به هسته بار مثبت متصل می شوند. اگر یک اتم الکترون های بیشتری نسبت به عدد اتمی خود داشته باشد ، به طور کلی بار منفی یا مثبت می شود. یک اتم باردار یون نامیده می شود. الکترون ها از اواخر قرن نوزدهم شناخته می شوند ، بیشتر به لطف J.J. تامسون برای جزئیات تاریخ فیزیک زیر اتمی را ببینید.

پروتون ها دارای بار مثبت و جرم 1836 برابر الکترون هستند ، یعنی 677 × 10×27 کیلوگرم. تعداد پروتونهای یک اتم را عدد اتمی آن می نامند. ارنست رادرفورد (1919) مشاهده کرد که نیتروژن تحت بمباران ذرات آلفا آنچه را که به نظر می رسد هسته هیدروژن باشد ، خارج می کند. تا سال 1920 او پذیرفت که هسته هیدروژن ذره ای مشخص در اتم است و آن را پروتون نامید.

نوترون ها هیچ بار الکتریکی ندارند و جرم آزاد 1839 برابر جرم الکترون ، یا 1.6749 × 10−27 کیلوگرم است. نوترون ها از سه ذره تشکیل دهنده سنگین ترین وزن هستند ، اما جرم آنها می تواند توسط انرژی اتصال هسته ای کاهش یابد. نوترون ها و پروتون ها (که در مجموع به آنها نوکلئون گفته می شود) ابعاد قابل مقایسه ای دارند - به ابعاد 2.5 × 10-15 متر - هرچند که «سطح» این ذرات به وضوح تعریف نشده است. نوترون در سال 1932 توسط فیزیکدان انگلیسی جیمز چادویک کشف شد. انواع پروژه های شما را  انجام پروژه متره و برآورد درزمینه متره و برآورد انجام دهد

در مدل استاندارد فیزیک ، الکترون ها واقعاً ذرات بنیادی هستند و هیچ ساختار درونی ندارند ، در حالی که پروتون ها و نوترون ها ذرات کامپوزیتی هستند که از ذرات بنیادی به نام کوارک تشکیل شده اند. در اتمها دو نوع کوارک وجود دارد که هر کدام دارای بار الکتریکی کسری هستند. پروتونها از دو کوارک بالا (هر کدام با بار +) تشکیل شده اند. نوترون ها از یک کوارک بالا و دو کوارک پایین تشکیل شده اند. این تمایز اختلاف جرم و بار بین دو ذره را به حساب می آورد

کوارک ها توسط کنش متقابل قوی (یا نیروی قوی) ، که توسط گلوئون ها واسطه است ، نگه داشته می شوند. پروتون ها و نوترون ها ، به نوبه خود ، توسط هسته هسته ای در هسته یکدیگر نگه داشته می شوند ، که این یک باقی مانده از نیروی قوی است که دارای خواص برد تا حدی متفاوت است (برای اطلاعات بیشتر به مقاله نیروی هسته ای مراجعه کنید). گلوئون عضوی از خانواده بوزونهای سنج است که ذرات بنیادی هستند و نیروهای فیزیکی را واسطه می کنند