به چه ذراتی ذرات زیر اتمی گویند؟

+6 رای

لطفا تمام ذرات را نام برده (منظورم ذراتی به جز الکترون ، پروتون و نوترون میباشد) و درباره آن ها توضیح دهید و در صورت تمایل از تصویر هم استفاده کنید.
"با تشکر"

پرسیده شد 17 شهریور 1392 در شیمی نظری توسط سپهر (6,260 امتیاز)

1 پاسخ

0 رای
 
بهترین پاسخ

به بخشی از ذرات بنیادی و ذرات ترکیبی که کوچکتر از اتم هستند ذرات زیر اتمی می گویند. در بین تمام ذرات زیر اتمی, الکترون ، پروتون و نوترون معرفترین ها هستند.
ذرات زیر اتمی دیگر هم شامل هادرون – باریون – بوزون – فرمیون – لپتون – بوزون‌های شاخص – گلوئن – نوترینوها – موئون – مزون – کوارک – پیون و .... می شوند که در مورد برخی از آنها توضیحاتی را قرار می دهم.


هادرون‌ها (Hadrons)

ذرات زیراتمی ای هستند که از فرمیون‌هایی چون کوارک و آنتی کوارک و بوزون‌هایی چون گلوئن تشکیل شده‌اند. این ذرات نیروی قوی هسته‌ای اعمالمی‌کنند. هادرون‌ها مانند دیگر ذرات دارای عدد کوانتومی هستند. این ذراتممکن است در دما یا فشار بسیار پایین خود به خود از بین بروند.

باریون (Baryon)

ذراتی هستند که از کوارک تشکیل شده‌اند. برای مثال پروتون از دو کوارک بالا (u) و یک کوارک پایین (d) تشکیل شده و یا نوترون از دو کوارک پایین و یک کوارک بالا تشکیل شده‌اند.

انواع باریون طبق مدل استاندارد (SM) به صورت زیر است: باریون

بوزون (Boson)

ذراتی هستند که داری اسپین صحیح هستند. اکثر بوزون‌ها می‌توانند ترکیبی باشند اما گروه بوزون‌های شاخص (Gauge Bosons) از نوع ترکیبی نیستند.

در مدل استاندارد بوزون‌ها ذراتی برای انتقال نیرو هستند که شامل فوتون‌ها (انتقال دهندهٔ الکترومغناطیس) و گراویتون (انتقال دهندهٔ گرانش) نیز می‌شوند.

اتم‌ها نیز می‌توانند بوزون باشند. برای مثال هلیم – ۴ یک بوزون با اسپینگویا است.

در کل تفاوت زیادی بین استاتیک فرمیونی (اسپین نیمه صحیح) و بوزونی وجود ندارد مگر در مورد اجرام با چگالی بالا که این مورد نیز پیرو استاتیک ماکسول – بولتزمن می‌باشد. بر همین مبنا هم بوزون‌ها و هم فرمیون‌ها ذراتی کلاسیک شناخته می‌شوند.

بوزون‌های شاخص (Gauge Bosons)

ذرات بوزونی می‌باشند که حامل نیروهای بنیادین طبیعت می‌باشند. بوزون‌های شاخص خود ۳ دسته‌اند: فوتون‌ها – بوزون W&Z (بوزون‌هایی که بدون بار الکتریکی هستند را با Z نشان می‌دهیم و آن دسته‌ای را نیروهای ضعیف هسته‌ای دارند با W نشان می‌دهیم) و گلوئن‌ها.

گلوئن (Gluon)

ذراتی بدون جرم و خنثی از خانوادهٔ بوزون‌های شاخص هستند و دارای اسپین ۱ هستند.

این ذرات زیراتمی باعث پایدار بودن کوارک‌ها در هستهٔ اتم (پروتون‌ها و نوترون‌ها) در کنار همدیگر می‌شوند. البته جرم این ذرات از آنجاییکه بسیار کم است (MeV) از آن صرف نظر می‌شود. گلوئن

بوزون‌های W&Z

جرم بوزون‌های Z در حدود ۹۱٫۱۸۷۶ (GeV/C2) و نوع W آن ۸۰٫۴۰۳ (GeV/C۲) می‌باشد. هردوی آنها دارای اسپین ۱ هستند و واکنش آنها از نوع ضعیف می‌باشد. این بوزون‌ها از خانوادهٔ بوزون‌های شاخص هستند.

نوترینو (Neutrino)

این ذرات از خانوادهٔ فرمیون‌ها و گروه لپتون‌ها هستند و اسپین ۰٫۵ دارند. نوترینوها اغلب تنها توسط نیروهای ضعیف و گرانش واکنش انجام می‌دهند. مدل استاندارد پیش بینی کرده که نوترینوها بدون جرم باشند. اما در آزمایشات جرم نوترینو را گرچه بسیار کوچک اما اندازه‌گیری کرده‌اند.

نوترینوها اغلب به صورت ذرات منفرد دیده نمی‌شوند و در قالب الکترون نوترینو (۲٫۲ eV) یا میون نوترینو (۱۷۰ KeV) و تاو نوترینو (۱۵٫۵ MeV) دیده می‌شوند.

هرچند دانشمندان هنوز یکی بودن پادنوترینو و نوترینو را تایید نکرده‌اند، اما آزمایشات به روشنی این مطلب را اثبات می‌کنند. به همین دلیل در مدل استاندارد پاد این ذرات نیز تعریف شده است. (برای مثال الکترون پادنوترینو).

موئون (Muon)

این ذرات نیز از خانوادهٔ فرمیون‌ها و گروه لپتون‌ها هستند و دارای اسپین ۰٫۵ می‌باشند. بار این ذرات همانند الکترون است و جرمشان ۱۰۵٫۶۵۸۳ (MeV/C2) می‌باشد.

اعمال واکنش در این ذرات به صورت نیروهای گرانشی و الکترومغناطیسی و همچنین نیروهای ضعیف هسته‌ای است. این ذرات دارای پاد نیز می‌باشند. عمر این ذرات اغلب بیش از ۲٫۲ میکروثانیه نیست که همین گونه نیز از دیگر لپتون‌ها و مزون‌ها عمر بیشتری دارند.

موئون با جذب الکترون می‌تواند اتم موئونیم (Muonium) را بسازد که شعاع آن تقریبا برابر با هیدروژن است. به همین دلیل تا به حال این ذرات در اتم دیده نشده‌اند.

مزون (Meson)

مزون نوعی هادرون با اسپین صحیح می‌باشد. مزون‌ها اصولا ترکیبی هستند به صورتیکه در آنها کوارک و آنتی کوارک هم دیده می‌شود!

مزون‌ها شامل ۳ دستهٔ اصلی منفی – مثبت و صفر می‌باشند:

مزون صفر سنگین (B0) – مزون مثبت یا پیون (?+) - مزون منفی یا کائون (K-)
– مزون صفر سبک یا اتا (C?) و مزون‌های مثبت سنگین یا رو (+?). مزون

پیون (Pion)

نوعی از مزون‌ها هستند که دارای بار واحد (هم مثبت و هم منفی) می‌باشند. پیون‌ها از آن جهت مهم هستند که دارای اسپین صفر می‌باشند و سبک ترین مزون‌ها هستند. جرم آنها ?۰ = ۱۳۴٫۹۷۶ (MeV/C۲) و ?± = ۱۳۹٫۵۷۰ (MeV/C2) می‌باشد.

کوارک‌ها (Quarks): کوآرک

این ذرات شامل ۶ نوع می‌شوند:

کوارک‌های بالا (بار ۳/۲ و جرم ۰٫۰۰۳) – Up (u)

کوارک‌های پایین (بار ۳/۱- و جرم ۰٫۰۰۶) – Down (d)

کوارک‌های ربایشی (بار ۳/۲ و جرم ۱٫۳) – Charm (c)

کوارک‌های غیر ربایشی (بار ۳/۱- و جرم ۰٫۱) – Strange (s)

کوارک‌های زیر (بار ۳/۲ و جرم ۱۷۵) – Bottom (b)

کوارک‌های فوق (باز ۳/۱- و جرم ۴٫۳) – Top (t)

دایون (Dyon)

ذراتی فرضی که هم بار الکتریکی دارند و هم بار مغناطیسی و اگر در شرایطی بار الکتریکی انها صفر باشد تک قطبی خواهند بود. به این شرایط خاص شرایط کوانتیده شدن دیراک – اشوانزیگر – اشوینگر می گویند.

(توجه کنید که این شرایط به تک قطبی هوفت – پولیاکوف بر نمی‌گردد بلکه مخصوص تک قطبی دیراک است و لازمهٔ آن تعریف هوموتوپی برای توپولوژی فضا و زمان ناپیوسته است). اکثر تئوری‌های وحدت (GUT) وجود چنین ذره‌ای را پیش بینی کرده‌اند.

گراویتون (Graviton)

ذراتی فرضی هستند که دارای جرم و بار صفر و اسپین ۲ می‌باشند. این ذرات بیشتر در تئوری‌های کوانتومی به عنوان نتیجه‌ای از نسبیت مطرح می‌شود.

به طوریکه QCD نیز از آنها نام می‌برد.

چنین ذراتی (بدون جرم) تا به حالا دیده نشده‌اند. بنابراین حرف زدن در مورد ویژگی‌های آنها بسیار سخت است. (مگر از طریق ریاضی که این مقاله جایگاه آن نیست).

منبع و اطلاعات بیشتر (+)

پاسخ داده شد 17 شهریور 1392 توسط سعید (32,140 امتیاز)
انتخاب شده 17 شهریور 1392 توسط سپهر

خیلی از شما متشکرم ، باور کنید کمک بزرگی به من کرده اید
"باز هم از شما متشکرم"

اگر سوالی در این سایت یا سایت های مشابه مطرح می شود، طراح سوال انتظار دارد که پاسخی فرا تر و یا متفاوت با مطلب هایی که می توان به راحتی آن ها را در اینتر نت جست و جو و مطالعه کرد، بگیرد و شاید بهتر باشد اگر تحقیق ها را در صورت امکان، از منبع های دیگر و یا پرسش از افراد آگاه و مطالعه دریافت کنیم. اینطور هم تحقیقی را با تلاش و لذت نهایی بدست آوردیم و هم دیگران می توانند از نتیجه ی تحقیق هایمان استفاده کنند. درواقع این پرسش ها، می تواند موضوعی باشد برای جست و جو و کاوش در پیرامون و درگیر شدن مغر با موضوعات مفید و جالب.

بله عزیز همینطور می باشد اما به این نکته هم باید توجه کنید که پاسخ برخی از سوالات قبلا توسط افراد داده شده است و می توان با کمی جستجو به آنها رسید پس اشکالی ندارد که از منابع دیگر هم برای پاسخ به سوالات استفاده کرد اما بهتر است از دانش خودمون نیز برای پاسخ دادن استفاده کنیم و از منابع مختلف کمک بگیریم.

پرسشهای مرتبط

+2 رای
3 پاسخ
459 بازدید
0 رای
1 پاسخ
38 بازدید
0 رای
3 پاسخ
371 بازدید
+1 رای
1 پاسخ
23 بازدید
+6 رای
4 پاسخ
1,634 بازدید
...