Door Doug Bennett (Bijgewerkt op 30 augustus 2022)

Hoewel atomen de kleinste eenheden van materie zijn met consistente eigenschappen, ligt de ware basis van de fysieke wereld in deeltjes die nog kleiner zijn dan atomen:subatomaire deeltjes. Deze fundamentele bestanddelen, waaronder protonen, neutronen, elektronen, quarks en radioactieve alfa- en bètadeeltjes, vormen de materie om ons heen en ontmantelen deze soms.

Protonen

Protonen, ontdekt door Ernest Rutherford in 1919, bevinden zich in atoomkernen en hebben een positieve elektrische lading. De massa van elk proton is grofweg één atomaire massa-eenheid (amu), en samen met neutronen zijn ze verantwoordelijk voor het grootste deel van de massa van een atoom. Het aantal protonen bepaalt het atoomnummer van een element.

Neutronen

James Chadwick identificeerde neutronen in 1932. Net als protonen hebben neutronen een massa van ongeveer één amu, maar zijn ze elektrisch neutraal. Variaties in het aantal neutronen leiden tot isotopen van één enkel element.

Elektronen

Heer J.J. Thomson observeerde voor het eerst elektronen in 1897. Elektronen draaien rond de kern in een elektronenwolk, met een massa die 1840 keer kleiner is dan die van een proton en een negatieve lading. Elektronen zorgen voor chemische bindingen door verlies, winst of delen met andere atomen.

Alfadeeltjes

Alfadeeltjes bestaan uit twee protonen en twee neutronen:de kern van een heliumatoom. Ze worden uitgezonden tijdens alfaverval van zware, onstabiele kernen. Hoewel ze weinig energie verbruiken en een korte reikwijdte hebben, kunnen alfadeeltjes bij contact zeer schadelijk zijn voor biologisch weefsel.

Bètadeeltjes

Bètadeeltjes zijn hoogenergetische elektronen (β⁻) of positronen (β⁺) die worden geproduceerd door bètaverval. Ze reizen met snelheden die dicht bij het licht liggen en dringen tot 100 keer dieper door in materialen dan alfadeeltjes.

Quarken

Quarks zijn de kleinste bekende subatomaire entiteiten en vormen de echte elementaire materiedeeltjes. Er bestaan ​​zes smaken (omhoog, omlaag, charmant, vreemd, boven, onder), elk met een van de drie ‘kleuren’-ladingen (rood, blauw, groen). Protonen bestaan ​​uit twee up- en één down-quark; neutronen bestaan uit twee down- en één up-quark.

Voor meer gedetailleerde wetenschappelijke achtergrond, zie het Wikipedia-artikel over deeltjes en de NIST-definitie van de atomaire massa-eenheid .