דוגמאות לחלקיקים תת-אטומיים

ה חלקיקים תת - אטומיים הם אלה שהם קטנים יותר מה אָטוֹם, חלקם שייכים לאטום ואחרים לא. לדוגמה: אלקטרונים ופרוטונים, ששייכים לאטום, ו ניטרינו ובוזונים, שאינם שייכים לאטום.

כמעט כל החלקיקים התת-אטומיים הידועים אינם יציבים ואינם נמצאים על פני כדור הארץ בתנאים רגילים. חלקיקים אלו בדרך כלל קשים מאוד לייצור או בדרך כלל מתפרקים לחלקיקים אחרים.

חלקיקים תת-אטומיים נוצרים כאשר קרניים קוסמיות מתנגשות באטומים באטמוספירה של כדור הארץ. בנוסף, חלקיקים תת-אטומיים רבים מיוצרים במאיצי חלקיקים.

• ראה גם: מולקולות

סוגי חלקיקים תת-אטומיים

• חלקיקים יסודיים. הם החלקיקים הבסיסיים המהווים חומר. ככל הידוע, הם אינם בנויים מחלקיקים קטנים יותר, וגם המבנה הפנימי שלהם לא נחקר. לדוגמה: לפטונים וקווארקים.
• חלקיקים מרוכבים. הם חלקיקים המורכבים מכמה חלקיקים יסודיים, שיחד מהווים מצב מקושר יציב (מצב שבו לחלקיק יש אנרגיה פוטנציאלית מסוימת שגורמת לו להישאר באזור של מֶרחָב). לדוגמה: אלקטרונים ופרוטונים.
• חלקיקים וירטואליים. הם חלקיקים הקיימים לפרק זמן כה קצר עד שלא ניתן למדוד את תכונותיהם לפי עקרון האי-קביעות של הייזנברג. לדוגמה: בוזונים וירטואליים ופוטונים וירטואליים.

עקרון האי-קביעות של הייזנברג או עקרון אי-הוודאות קובע כי לפי פיזיקת הקוונטים, אין יכול לקבוע בו זמנית כמה זוגות של משתנים פיזיקליים, למשל, התנע הליניארי והמיקום של חֶלְקִיק.

דוגמאות לחלקיקים תת-אטומיים

1. פרוטונים. הם חלקיקים תת-אטומיים שנוצרו על ידי שני קווארקים למעלה (קווארקים בעלי מטען חשמלי השווה ל-2/3 מה מטען האלקטרון) וקווארק למטה (קווארקים עם מטען חשמלי השווה ל-1/3 מהמטען של ה- אֶלֶקטרוֹן). לפרוטונים יש מטען חיובי נטו השווה ל-1.
2. ניוטרונים. הם חלקיקים תת-אטומיים המורכבים משני דאון קווארקים ומעל קווארק אחד. לנייטרונים יש מטען נטו השווה לאפס.
3. אלקטרונים. הם חלקיקים תת-אטומיים יסודיים. יש להם מטען נטו שלילי השווה ל-1.
4. קווארקס. הם חלקיקים תת-אטומיים יסודיים, והם מרכיבים את החלקיקים המרכיבים את האטום. הם פועלים באינטראקציה עם ארבעת הכוחות הבסיסיים (כוח גרעיני חזק, כוח אלקטרומגנטי, כוח גרעיני חלש, אינטראקציה כבידה).
5. ניטרינו. הם חלקיקים תת-אטומיים יסודיים. יש להם אפס מטען ומעט מאוד אינטראקציה עם חלקיקים אחרים. ידועים מספר סוגים של ניטרינו:

• נייטרינו אלקטרונים
• ניוטרינו מואון
• נייטרינו טאווני

1. בוזונים. הם חלקיקים תת-אטומיים יסודיים. הם נשאים של אינטראקציות בסיסיות.
2. צנוברים. הם חלקיקים תת-אטומיים המורכבים מקווארק ומאנטיקווארק.
3. גלוונים. הם חלקיקים תת-אטומיים יסודיים. הם נשאים של אינטראקציות גרעיניות חזקות.
4. פוטונים. הם חלקיקים תת-אטומיים יסודיים. הם אחראים להתנהגות הקוונטית של קרינה אלקטרומגנטית.
5. פוטונים וירטואליים. הם חלקיקים תת-אטומיים בסיסיים, בדיוק כמו פוטונים אמיתיים. פוטונים אמיתיים קשורים לקרינה אלקטרומגנטית, כמו אור וקרני רנטגן, בעוד פוטונים וירטואליים קשורים לאינטראקציה האלקטרומגנטית בין חלקיקים טעונים חַשׁמַלִי.
6. פוזיטרונים. הם חלקיקים תת-אטומיים יסודיים. הם האנטי-חלקיקים של האלקטרון ובעלי מטען חיובי שווה ל-1.
7. הדרונים. הם אותם חלקיקים תת-אטומיים המורכבים מכמה קווארקים. ניתן לחלק אותם ל:

• בריונים. הם האדרונים המורכבים ממספר אי זוגי של קווארקים.
• פונדקים. הם האדרונים המורכבים ממספר זוגי של קווארקים.

האטום

האטום הוא החלק הקטן ביותר בחומר שעדיין שומר על תכונות ה- יסוד כימי אליו הוא שייך. הוא מורכב מגרעין ומאלקטרון אחד או יותר המחוברים לגרעין זה. הגרעין מורכב מפרוטונים ונויטרונים.

בעבר, כאשר הוצעו המודלים האטומיים הראשונים, נחשב כי החלקיקים היחידים המרכיבים את האטום הם פרוטונים, נויטרונים ואלקטרונים. אבל עם מחקר המבנה הפנימי של החלקיקים התת-אטומיים הללו, התגלה שחלקם הם חלקיקים מרוכבים. פרוטונים וניוטרונים מורכבים מקווארקים וגלואונים, ואילו אלקטרונים הם חלקיקים תת-אטומיים יסודיים של קבוצת הלפטונים.

לעקוב עם:

• יונים
• איזוטופים
• ביומולקולות

הפניות

• Solbes, J., Calatayud, M. L., Climent, J., & Navarro, J. (1987). שגיאות מושגיות במודלים אטומיים קוונטיים. הוראת מדע: כתב עת לחוויות מחקר והתנסויות הוראה, 189-195.
• דומנך קארבו, מ. (2013). עקרונות פיזיקו-כימיים של החומרים המרכיבים נכסי תרבות. עריכה Universitat Politècnica de València.
• קוביאן, ג'יי. (2018). המודל הסטנדרטי של פיזיקת החלקיקים. החברה הגרעינית הספרדית, 1-13.