இரண்டு புரோட்டான்கள் மற்றும் இரண்டு நியூட்ரான்கள். புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள்: பொருளின் உள்ளே இருக்கும் குழப்பம். இயற்பியலாளர்களுக்கு இதெல்லாம் ஏன் சுவாரஸ்யமானது

முதலில், நான்கு வகையான ஆற்றல் வெளியிடப்படுகிறது என்பதை நீங்கள் புரிந்து கொள்ள வேண்டும்:

1) நமது கார்கள் மற்றும் நவீன நாகரிகத்தின் பெரும்பாலான சாதனங்களை இயக்கும் இரசாயன ஆற்றல்;

2) அணுக்கரு பிளவு ஆற்றல், நாம் உட்கொள்ளும் மின்சாரத்தில் சுமார் 15% உற்பத்தி செய்யப் பயன்படுகிறது;

3) சூடான அணுக்கரு இணைவின் ஆற்றல், இது சூரியனையும் பெரும்பாலான நட்சத்திரங்களையும் இயக்குகிறது;

4) குளிர் அணுக்கரு இணைவின் ஆற்றல், இது ஆய்வக ஆய்வுகளில் சில பரிசோதனையாளர்களால் கவனிக்கப்படுகிறது மற்றும் அதன் இருப்பு பெரும்பாலான விஞ்ஞானிகளால் நிராகரிக்கப்படுகிறது.

மூன்று வகைகளிலும் வெளியிடப்படும் அணுசக்தியின் அளவு (வெப்பம்/பவுண்டு எரிபொருள்) இரசாயன ஆற்றலை விட 10 மில்லியன் மடங்கு அதிகம். இந்த வகையான ஆற்றல் எவ்வாறு வேறுபடுகிறது? இந்த சிக்கலைப் புரிந்து கொள்ள, வேதியியல் மற்றும் இயற்பியல் துறையில் சில அறிவு தேவை.

வீட்டுக்குத் தேவையான பொருட்களை விற்கும் இந்த ஆன்லைன் ஸ்டோரின் சலுகைகளைப் பயன்படுத்தி, எந்தவொரு பொருட்களையும் மலிவு விலையில் எளிதாக வாங்கலாம்.

இயற்கை நமக்கு இரண்டு வகையான நிலையான சார்ஜ் துகள்களை வழங்கியுள்ளது: புரோட்டான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள். புரோட்டான் ஒரு கனமான, பொதுவாக மிகச் சிறிய, நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள். எலக்ட்ரான் பொதுவாக ஒளி, பெரியது, தெளிவற்ற எல்லைகள் மற்றும் எதிர்மறை மின்னூட்டம் கொண்டது. ஒரு காந்தத்தின் வட துருவம் தென் துருவத்தை ஈர்ப்பது போல நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை மின்னூட்டங்கள் ஒன்றையொன்று ஈர்க்கின்றன. ஒரு காந்தத்தை அதன் வட துருவத்துடன் மற்றொரு காந்தத்தின் தென் துருவத்திற்கு கொண்டு வந்தால், அவை மோதும். மோதல் ஒரு சிறிய அளவிலான ஆற்றலை வெப்ப வடிவில் வெளியிடும், ஆனால் அது எளிதில் அளவிட முடியாத அளவுக்கு சிறியது. காந்தங்களை பிரிக்க, நீங்கள் வேலை செய்ய வேண்டும், அதாவது ஆற்றலை செலவிட வேண்டும். இது ஒரு கல்லை மீண்டும் மலையில் தூக்குவதற்கு சமம்.

மலையிலிருந்து ஒரு கல் உருளும் போது, ​​ஒரு சிறிய அளவு வெப்பம் வெளியிடப்படுகிறது, ஆனால் கல்லை மீண்டும் மேலே தூக்கும் செயல்முறைக்கு ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது.

அதே வழியில், புரோட்டானின் நேர்மறை மின்னூட்டம் எலக்ட்ரானின் எதிர்மறை மின்னோட்டத்துடன் மோதுகிறது, அவை "ஒன்றாக ஒட்டிக்கொள்கின்றன", ஆற்றலை வெளியிடுகின்றன. இதன் விளைவாக ஒரு ஹைட்ரஜன் அணு, H என குறிப்பிடப்படுகிறது. ஒரு ஹைட்ரஜன் அணு என்பது ஒரு சிறிய புரோட்டானைச் சுற்றியுள்ள மங்கலான எலக்ட்ரானைத் தவிர வேறில்லை. ஹைட்ரஜன் அணுவிலிருந்து எலக்ட்ரானைத் தட்டினால், நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட H + அயனியைப் பெறுவீர்கள், இது அசல் புரோட்டானைத் தவிர வேறில்லை. "அயன்" என்பது ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட எலக்ட்ரான்களை இழந்த அல்லது பெற்ற ஒரு அணு அல்லது மூலக்கூறுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் பெயர், எனவே இனி நடுநிலையாக இல்லை.

உங்களுக்குத் தெரியும், இயற்கையில் ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட வகையான அணுக்கள் உள்ளன. எங்களிடம் ஆக்ஸிஜன் அணுக்கள், நைட்ரஜன் அணுக்கள், இரும்பு அணுக்கள், ஹீலியம் அணுக்கள் மற்றும் பிற உள்ளன. அவை அனைத்தும் எவ்வாறு வேறுபடுகின்றன? அவை அனைத்தும் வெவ்வேறு வகையான கருக்களைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் அனைத்து அணுக்களிலும் வெவ்வேறு எண்ணிக்கையிலான புரோட்டான்கள் உள்ளன, அதாவது அவை வேறுபட்ட நேர்மறை மின்னூட்டத்தைக் கொண்டுள்ளன. ஒரு ஹீலியம் நியூக்ளியஸில் 2 புரோட்டான்கள் உள்ளன, அதாவது அது ஒரு பிளஸ் 2 சார்ஜ் உள்ளது, மேலும் அது மின்னூட்டத்தை நடுநிலையாக்க 2 எலக்ட்ரான்களை எடுக்கும். 2 எலக்ட்ரான்கள் அதனுடன் "ஒட்டப்படும்" போது, ​​ஒரு ஹீலியம் அணு உருவாகிறது. ஆக்ஸிஜன் உட்கரு 8 புரோட்டான்களைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் 8 மின்னூட்டத்தைக் கொண்டுள்ளது. 8 எலக்ட்ரான்கள் அதனுடன் "ஒட்டப்பட்டால்", ஒரு ஆக்ஸிஜன் அணு உருவாகிறது. ஒரு நைட்ரஜன் அணுவில் 7 எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன, ஒரு இரும்பு அணுவில் சுமார் 26 உள்ளது. இருப்பினும், அனைத்து அணுக்களின் அமைப்பும் தோராயமாக ஒரே மாதிரியாக இருக்கும்: ஒரு சிறிய, நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கரு, பரவலான எலக்ட்ரான்களின் மேகத்தில் அமைந்துள்ளது. நியூக்ளியஸ் மற்றும் எலக்ட்ரான்களுக்கு இடையே உள்ள அளவு வேறுபாடு மிகப்பெரியது.

சூரியனின் விட்டம் பூமியின் விட்டத்தை விட 100 மடங்கு மட்டுமே. ஒரு அணுவில் உள்ள எலக்ட்ரான் மேகத்தின் விட்டம் கருவின் விட்டத்தை விட 100,000 மடங்கு அதிகம். தொகுதிகளில் உள்ள வேறுபாட்டைப் பெற, இந்த எண்களை ஒரு கனசதுரமாக உயர்த்துவது அவசியம்.

இரசாயன ஆற்றல் என்றால் என்ன என்பதை இப்போது புரிந்து கொள்ள தயாராக உள்ளோம். அணுக்கள், மின் நடுநிலையில் இருப்பதால், உண்மையில் ஒன்றுக்கொன்று பிணைந்து, அதிக ஆற்றலை வெளியிடும். வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், அவை மிகவும் நிலையான உள்ளமைவுகளாக இணைக்கப்படலாம். ஏற்கனவே அணுவில், எலக்ட்ரான்கள் அணுக்கருவுக்கு முடிந்தவரை நெருக்கமாக இருக்கும் வகையில் தங்களை விநியோகிக்க முயற்சி செய்கின்றன, ஆனால் அவற்றின் தெளிவற்ற தன்மை காரணமாக, அவர்களுக்கு ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு இடம் தேவைப்படுகிறது. இருப்பினும், மற்றொரு அணுவின் எலக்ட்ரான்களுடன் இணைந்தால், அவை வழக்கமாக ஒரு நெருக்கமான கட்டமைப்பை உருவாக்குகின்றன, இது கருக்களை அணுக அனுமதிக்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, ஒவ்வொரு ஹைட்ரஜன் அணுவும் அதன் எலக்ட்ரானை 2 எலக்ட்ரான்களின் மேகத்திற்கு நன்கொடையாக வழங்கினால், 2 ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் மிகவும் கச்சிதமான கட்டமைப்பில் ஒன்றிணைக்க முடியும், இது இரண்டு புரோட்டான்களுக்கு இடையில் பிரிக்கப்பட்டுள்ளது.

இவ்வாறு, அவை ஒரே மேகத்தில் இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் விண்வெளியால் ஒருவருக்கொருவர் பிரிக்கப்பட்ட இரண்டு புரோட்டான்களைக் கொண்ட ஒரு குழுவை உருவாக்குகின்றன, இருப்பினும், எலக்ட்ரான்களின் மேகத்திற்குள் அமைந்துள்ளன. இதன் விளைவாக, ஒரு வேதியியல் எதிர்வினை ஏற்படுகிறது, இது வெப்ப வெளியீட்டில் தொடர்கிறது: H + H => H G ("=>" என்ற அடையாளம் "செல்கிறது" அல்லது "ஆகிறது"). H 2 கட்டமைப்பு ஒரு ஹைட்ரஜன் மூலக்கூறு; ஹைட்ரஜன் பலூனை நீங்கள் வாங்கும் போது, ​​H மூலக்கூறுகளைத் தவிர வேறு எதுவும் கிடைக்காது.மேலும், இரண்டு H 2 எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் 8 O அணு எலக்ட்ரான்கள் இணைந்தால் இன்னும் சிறிய கட்டமைப்பை உருவாக்கலாம் - ஒரு நீர் மூலக்கூறு H O பிளஸ் வெப்பம். உண்மையில், நீர் மூலக்கூறு என்பது எலக்ட்ரான்களின் ஒற்றை மேகம் ஆகும், அதன் உள்ளே மூன்று புள்ளி கருக்கள் உள்ளன. அத்தகைய மூலக்கூறு குறைந்தபட்ச ஆற்றல் கட்டமைப்பு ஆகும்.

இவ்வாறு, எண்ணெய் அல்லது நிலக்கரியை எரிப்பதன் மூலம், எலக்ட்ரான்களை மறுபகிர்வு செய்கிறோம். இது எலக்ட்ரான் மேகங்களுக்குள் புள்ளி கருக்களின் மிகவும் நிலையான கட்டமைப்புகளை உருவாக்க வழிவகுக்கிறது மற்றும் வெப்ப வெளியீட்டுடன் சேர்ந்துள்ளது. இது இரசாயன ஆற்றலின் இயல்பு.

முந்தைய விவாதத்தில், ஒரு விஷயத்தை தவறவிட்டோம். இயற்கையில் உள்ள கருக்கள் ஏன் இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட புரோட்டான்களைக் கொண்டிருக்கின்றன? ஒவ்வொரு புரோட்டானுக்கும் நேர்மறை மின்னூட்டம் உள்ளது, மேலும் நேர்மறை மின்னூட்டங்களுக்கு இடையே உள்ள தூரம் அணுக்கருவைச் சுற்றியுள்ள இடத்துடன் ஒத்துப்போகும் அளவுக்கு சிறியதாக இருக்கும்போது, ​​அவை ஒன்றையொன்று வலுவாக விரட்டுகின்றன. இரண்டு காந்தங்களின் வட துருவங்களைத் தவறாக இணைக்க முயலும் போது அவைகளுக்கு இடையே நிகழும் விகர்ச்சிக்கு ஒத்த மின்னூட்டங்களின் விலக்கம். இந்த விரட்டலைச் சமாளிக்கும் ஒன்று இருக்க வேண்டும், இல்லையெனில் ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் மட்டுமே இருக்கும். அதிர்ஷ்டவசமாக, இது அப்படி இல்லை என்பதை நாங்கள் காண்கிறோம்.

புரோட்டானில் செயல்படும் மற்றொரு வகை விசை உள்ளது. இது அணுசக்தி. இது மிகப் பெரியது என்ற உண்மையின் காரணமாக, துகள்கள் கிட்டத்தட்ட ஒருவருக்கொருவர் மேல் உறுதியாக உள்ளன. கூடுதலாக, இரண்டாவது வகை கனமான துகள்கள் உள்ளன, அவை புரோட்டானிலிருந்து வேறுபடுகின்றன, அவை நேர்மறை அல்லது எதிர்மறை கட்டணம் இல்லை. புரோட்டானின் நேர்மறை மின்னூட்டத்தால் அவை விரட்டப்படுவதில்லை. இந்த துகள்கள் மின்சாரம் நடுநிலையாக இருப்பதால் "நியூட்ரான்கள்" என்று அழைக்கப்படுகின்றன. தனித்தன்மை என்னவென்றால், துகள்களின் மாறாத நிலை கருவுக்குள் மட்டுமே சாத்தியமாகும். ஒரு துகள் கருவுக்கு வெளியே இருக்கும்போது, ​​சுமார் 10 நிமிடங்களுக்குள் அது புரோட்டானாகவும், எலக்ட்ரானாகவும், மிக இலகுவான ஆன்டிநியூட்ரினோவாகவும் மாறும். இருப்பினும், கருவின் உள்ளே, அது தன்னிச்சையாக நீண்ட காலத்திற்கு மாறாமல் இருக்கும். அது எப்படியிருந்தாலும், நியூட்ரான் மற்றும் புரோட்டான் மிகவும் வலுவாக ஒன்றையொன்று ஈர்க்கின்றன. போதுமான தூரத்தில் நெருங்கி, அவை இணைக்கப்பட்டு, மிகவும் வலுவான ஜோடியை உருவாக்குகின்றன, டியூட்ரான் என்று அழைக்கப்படுகிறது, இது D + ஆல் குறிக்கப்படுகிறது. ஒரு டியூட்டரான் ஒற்றை எலக்ட்ரானுடன் இணைந்து ஒரு கனமான ஹைட்ரஜன் அணுவை உருவாக்குகிறது அல்லது டியூட்டரியத்தை உருவாக்குகிறது.

இரண்டு டியூட்டரான்கள் தொடர்பு கொள்ளும்போது இரண்டாவது அணுக்கரு எதிர்வினை ஏற்படுகிறது. இரண்டு டியூட்ரான்கள் தொடர்பு கொள்ள வேண்டிய கட்டாயத்தில் இருக்கும்போது, ​​​​அவை ஒன்றிணைந்து இரட்டை மின்னூட்டம் கொண்ட ஒரு துகளை உருவாக்குகின்றன. இரண்டு புரோட்டான்கள் மற்றும் இரண்டு நியூட்ரான்களின் குழுவானது ஒரு டியூட்டரானில் உள்ள புரோட்டான்-நியூட்ரான் குழுவை விட நிலையானது. புதிய துகள், 2 எலக்ட்ரான்களால் நடுநிலையானது, ஒரு ஹீலியம் அணுவின் கருவாக மாறுகிறது, இது He என அழைக்கப்படுகிறது. இயற்கையில், கார்பன், நைட்ரஜன், ஆக்ஸிஜன், இரும்பு மற்றும் பிற அணுக்களின் கருக்களான பெரிய குழுக்களும் உள்ளன. துகள்கள் ஒன்றோடொன்று தொடர்பு கொள்ளும்போது அல்லது அணுக்கருவின் அளவிற்கு சமமான இடத்தைப் பகிர்ந்து கொள்ளும்போது இடையே எழும் அணுசக்தியின் காரணமாக இந்த அனைத்து குழுக்களின் இருப்பு சாத்தியமாகும்.

இப்போது நாம் சாதாரண அணுசக்தியின் தன்மையைப் புரிந்து கொள்ளலாம், இது உண்மையில் அணுக்கரு பிளவு ஆற்றல். பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்பகால வரலாற்றில், பாரிய நட்சத்திரங்கள் உருவாகின. இத்தகைய பாரிய நட்சத்திரங்களின் வெடிப்பின் போது, ​​பல வகையான கருக்கள் உருவாகி மீண்டும் விண்வெளியில் வெடித்தன. சூரியன் உட்பட கோள்கள் மற்றும் நட்சத்திரங்கள் இந்த வெகுஜனத்திலிருந்து உருவாகின்றன.

வெடிப்பின் போது புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் சாத்தியமான அனைத்து நிலையான கட்டமைப்புகளும் தோன்றியிருக்கலாம், அதே போல் யுரேனியம் நியூக்ளியஸ் போன்ற நடைமுறையில் நிலையான குழுக்களும் தோன்றின. உண்மையில், யுரேனியம்-234, யுரேனியம்-235 மற்றும் யுரேனியம்-238 ஆகிய மூன்று வகையான யுரேனியம் கருக்கள் உள்ளன. இந்த "ஐசோடோப்புகள்" நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையில் வேறுபடுகின்றன, இருப்பினும், அவை அனைத்தும் 92 புரோட்டான்களைக் கொண்டுள்ளன. எந்த வகையான யுரேனியம் அணுவின் அணுக்களும் ஹீலியம் கருக்களை வெளியேற்றுவதன் மூலம் குறைந்த ஆற்றல் உள்ளமைவுகளாக மாறலாம், இருப்பினும், இந்த செயல்முறை மிகவும் அரிதானது, நிலப்பரப்பு யுரேனியம் அதன் பண்புகளை சுமார் 4 பில்லியன் ஆண்டுகளாக தக்க வைத்துக் கொள்கிறது.

இருப்பினும், யுரேனியம் அணுக்கருவின் கட்டமைப்பை உடைக்க மற்றொரு வழி உள்ளது. பொதுவாக, புரோட்டான் மற்றும் நியூட்ரான் கிளஸ்டர்கள் 60 புரோட்டான்-நியூட்ரான் ஜோடிகளைக் கொண்டிருந்தால் அவை மிகவும் நிலையானவை. யுரேனியத்தின் கருவில் உள்ள அத்தகைய ஜோடிகளின் எண்ணிக்கை இந்த எண்ணிக்கையை விட மூன்று மடங்கு அதிகம். இதன் விளைவாக, அது இரண்டு பகுதிகளாகப் பிரிந்து, அதிக அளவு வெப்பத்தை வெளியிடுகிறது. இருப்பினும், இயற்கை அதை பிரிக்க அனுமதிக்கவில்லை. இதைச் செய்ய, அது முதலில் அதிக ஆற்றல் உள்ளமைவுக்குச் செல்ல வேண்டும். இருப்பினும், ஒரு வகை யுரேனியம், யுரேனியம்-235, நியமிக்கப்பட்ட 235 U, நியூட்ரானைப் பிடிப்பதன் மூலம் தனக்குத் தேவையான ஆற்றலைப் பெறுகிறது. இவ்வாறு தேவையான ஆற்றலைப் பெற்ற பிறகு, கரு சிதைந்து, ஒரு பெரிய அளவிலான ஆற்றலை வெளியிடுகிறது மற்றும் செயல்பாட்டில் கூடுதல் நியூட்ரான்களை வெளியிடுகிறது. இந்த கூடுதல் நியூட்ரான்கள் யுரேனியம்-235 அணுக்களை பிளவுபடுத்தும், இது ஒரு சங்கிலி எதிர்வினைக்கு வழிவகுக்கும்.

அணுக்கரு பிளவின் இறுதிப் பொருளான வெப்பம், நீரை கொதிக்க வைத்து, நீராவியை உருவாக்கவும், மின் ஜெனரேட்டரை மாற்றவும் பயன்படும் அணுமின் நிலையங்களில் நடக்கும் செயல்முறை இதுதான். (இந்த முறையின் தீமை கதிரியக்கக் கழிவுகளை வெளியிடுவதாகும், இது நம்பத்தகுந்த முறையில் அகற்றப்பட வேண்டும்).

இப்போது நாம் சூடான அணுக்கரு இணைவின் சாரத்தை புரிந்து கொள்ள தயாராக உள்ளோம். பாடம் 5 இல் குறிப்பிட்டுள்ளபடி, புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை இரும்பு அணுவின் கருவில் உள்ள அவற்றின் எண்ணிக்கையுடன் தோராயமாக ஒத்திருக்கும் போது புரோட்டான் மற்றும் நியூட்ரான் கிளஸ்டர்கள் மிகவும் நிலையானதாக இருக்கும். யுரேனியத்தைப் போலவே, பொதுவாக அதிக நியூட்ரான்-புரோட்டான்கள் உள்ளன, ஹைட்ரஜன், ஹீலியம், கார்பன், நைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜன் போன்ற ஒளி கூறுகள் இந்த ஜோடிகளில் மிகக் குறைவாகவே உள்ளன.

இந்த கருக்கள் தொடர்பு கொள்ள தேவையான நிலைமைகளை நீங்கள் உருவாக்கினால், அவை வெப்ப வெளியீட்டில் மிகவும் நிலையான குழுக்களாக இணைக்கப்படும். இது தொகுப்பு செயல்முறை. இயற்கையில், இது சூரியன் போன்ற நட்சத்திரங்களில் காணப்படுகிறது. இயற்கையில், சுருக்கப்பட்ட ஹைட்ரஜன் மிகவும் சூடாக இருக்கிறது, சிறிது நேரம் கழித்து, ஒரு இணைவு எதிர்வினை ஏற்படுகிறது. ஏற்கனவே இரட்டிப்பான புரோட்டான் மற்றும் நியூட்ரானைக் கொண்ட டியூட்ரான்களுடன் செயல்முறை முதலில் நடந்திருந்தால், நட்சத்திரங்களில் எதிர்வினைகள் ஒப்பீட்டளவில் எளிதாக தொடரும். ஒவ்வொரு குறிப்பிட்ட வகை அணுவும் ஒரே மாதிரியான அணுக்களின் மேகத்திற்குள் நகரும் வேகம் நேரடியாக வெப்பநிலையைச் சார்ந்தது. அதிக வெப்பநிலை, அதிக வேகம் மற்றும் அணுக்கள் ஒருவருக்கொருவர் நெருக்கமாக இருப்பதால், ஒரு முறை மோதலை உருவாக்குகிறது.

நட்சத்திரங்களில், எலக்ட்ரான்கள் மையத்தை விட்டு வெளியேறும் அளவுக்கு வெப்பநிலை அதிகமாக இருக்கும். எனவே, உண்மையில் நாம் எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் கருக்களின் கலவையான மேகத்தை கையாளுகிறோம் என்று சொல்லலாம். மிக அதிக வெப்பநிலையில், மோதும் தருணத்தில் அணுக்கருக்கள் ஒன்றுக்கொன்று மிக நெருக்கமாக இருப்பதால் அணுசக்தி இயக்கப்பட்டு, அவற்றை ஒன்றுடன் ஒன்று ஈர்க்கிறது. இதன் விளைவாக, கருக்கள் "ஒன்றாக ஒட்டிக்கொள்கின்றன" மற்றும் குறைந்த ஆற்றல் கொண்ட புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களாக மாறி, வெப்பத்தை வெளியிடுகின்றன. ஹாட் ஃப்யூஷன் என்பது டியூட்டீரியம் மற்றும் டெர்னரி ஹைட்ரஜனை (இதன் மையக்கருவில் 1 புரோட்டான் மற்றும் 2 நியூட்ரான்கள் உள்ளன) வாயுவாகப் பயன்படுத்தி ஆய்வகத்தில் இந்த செயல்முறையை மேற்கொள்ளும் முயற்சியாகும். சூடான இணைவுக்கு, நூற்றுக்கணக்கான மில்லியன் டிகிரி வாயு வெப்பநிலையை பராமரிக்க வேண்டும், இது ஒரு காந்தப்புலத்தைப் பயன்படுத்தி அடைய முடியும், ஆனால் 1-2 வினாடிகள் மட்டுமே. வாயுவின் வெப்பநிலையை நீண்ட காலத்திற்கு பராமரிக்க முடியும் என்று நம்பப்படுகிறது. வெப்பநிலை போதுமான அளவு அதிகமாக இருக்கும் வரை, அணுக்கருக்கள் மோதும் தருணத்தில் அணுக்கரு எதிர்வினை தொடர்கிறது.

ஆற்றல் வெளியிடப்படும் முக்கிய வடிவம் உயர் ஆற்றல் நியூட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்களின் வெளியீடு ஆகும். புரோட்டான்கள் மிக விரைவாக வெப்பமாக மாற்றப்படுகின்றன. நியூட்ரான்களின் ஆற்றலும் வெப்பமாக மாறும், இருப்பினும், அதன் பிறகு உபகரணங்கள் கதிரியக்கமாக மாறும். உபகரணங்களை மாசுபடுத்துவது மிகவும் கடினம், எனவே வணிக மின் உற்பத்திக்கான ஒரு முறையாக சூடான இணைவு பொருத்தமானது அல்ல. எப்படியிருந்தாலும், சூடான இணைவு ஆற்றல் குறைந்தது 50 ஆண்டுகளாக ஒரு கனவு. இருப்பினும், பெரும்பாலான விஞ்ஞானிகள் சூடான இணைவை இணைவு ஆற்றலை உருவாக்குவதற்கான ஒரே வழியாகக் கருதுகின்றனர். சூடான இணைவு செயல்முறை பிளவை விட குறைவான கதிர்வீச்சை உருவாக்குகிறது, இது பூமியில் சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த மற்றும் நடைமுறையில் வரம்பற்ற எரிபொருளாகும் (நவீன ஆற்றல் நுகர்வுடன் ஒப்பிடுகையில், இது பல மில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு போதுமானதாக இருக்கும்).

இறுதியாக, குளிர் இணைவு பற்றிய விளக்கத்திற்கு வருகிறோம். குளிர் இணைவு என்பது இணைவு ஆற்றலை வெளியிட எளிய மற்றும் கதிரியக்கமற்ற வழியாகும். குளிர் இணைவு செயல்பாட்டில், ஒரு கருவின் புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் மற்றொன்றின் புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களுடன் முற்றிலும் மாறுபட்ட வழியில் தொடர்பு கொள்கின்றன.

அதே நேரத்தில், அணுசக்தி அவை மிகவும் நிலையான கட்டமைப்பை உருவாக்குவதற்கு பங்களிக்கிறது. எந்தவொரு அணுக்கரு எதிர்வினைக்கும், வினைபுரியும் கருக்கள் ஒரு பொதுவான அளவிலான இடத்தைக் கொண்டிருப்பது அவசியம். இந்த தேவை துகள் சீரமைப்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது. சூடான இணைவில், துகள்கள் ஒரு குறுகிய காலத்திற்கு இணைக்கப்படுகின்றன, இரண்டு நேர்மறை கட்டணங்களின் விரட்டும் விசையை கடக்கும்போது, ​​​​கருக்கள் மோதுகின்றன. குளிர் இணைவின் போது, ​​சிறு புள்ளி துகள்களை விட எலக்ட்ரான்கள் போன்ற தெளிவற்ற துகள்களாக டியூட்டிரியம் கருக்கள் செயல்பட கட்டாயப்படுத்துவதன் மூலம் துகள் சீரமைப்பு அடையப்படுகிறது. ஒரு கன உலோகத்தில் ஒளி அல்லது கனமான ஹைட்ரஜன் சேர்க்கப்படும்போது, ​​ஹைட்ரஜனின் ஒவ்வொரு "அணுவும்" கன உலோக அணுக்களால் எல்லாப் பக்கங்களிலும் சூழப்பட்டிருக்கும் நிலையைப் பெறுகிறது.

ஹைட்ரஜனின் இந்த வடிவம் இடைநிலை என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஹைட்ரஜன் அணுக்களின் எலக்ட்ரான்கள், இடைநிலை ஹைட்ரஜனுடன் சேர்ந்து, உலோகத்தில் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் நிறை பகுதியாக மாறும். ஒவ்வொரு ஹைட்ரஜன் கருவும் ஒரு ஊசல் போல ஊசலாடுகிறது, உலோக எலக்ட்ரான்களின் எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட மேகம் வழியாக செல்கிறது. குவாண்டம் இயக்கவியலின் போஸ்டுலேட்டுகளுக்கு இணங்க, மிகக் குறைந்த வெப்பநிலையில் கூட இத்தகைய அதிர்வு ஏற்படுகிறது. இந்த இயக்கம் பூஜ்ஜிய புள்ளி இயக்கம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த வழக்கில், கருக்கள் ஒரு அணுவில் உள்ள எலக்ட்ரான்களைப் போல மங்கலான பொருள்களாக மாறும். இருப்பினும், அத்தகைய தெளிவின்மை ஒரு ஹைட்ரஜன் கருவை மற்றொன்றுடன் தொடர்பு கொள்ள அனுமதிக்க போதுமானதாக இல்லை.

இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட ஹைட்ரஜன் கருக்கள் ஒரே பொதுவான இடத்தைக் கொண்டிருக்க மற்றொரு நிபந்தனை அவசியம். ஒரு உலோகத்தில் எலக்ட்ரான்கள் கொண்டு செல்லும் மின்சாரம், புள்ளி துகள்கள் போல் அல்ல, அதிர்வுறும் பொருள் அலை போல் செயல்படுகிறது. எலக்ட்ரான்கள் திடப்பொருளில் அலைகளைப் போல செயல்படவில்லை என்றால், டிரான்சிஸ்டர்களோ அல்லது நவீன கணினிகளோ இன்று இருக்காது. அலை வடிவில் உள்ள எலக்ட்ரான் பிளாச் செயல்பாட்டின் எலக்ட்ரான் என்று அழைக்கப்படுகிறது. குளிர் இணைவின் ரகசியம், ப்ளாச் செயல்பாட்டின் ஒரு டியூடெரானைப் பெற வேண்டிய அவசியம். இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட டியூட்டரான்கள் ஒரு பொதுவான இடத்தைப் பெறுவதற்கு, அலை டியூட்டரான்கள் திடப்பொருளின் உள்ளே அல்லது மேற்பரப்பில் உருவாக்கப்பட வேண்டும். ப்ளாச் செயல்பாடு டியூட்டரான்கள் உருவாக்கப்பட்டவுடன், அணுசக்தி செயல்படத் தொடங்குகிறது, மேலும் டியூட்டரானை உருவாக்கும் புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் வெப்பத்தை வெளியிடும் ப்ளொச் செயல்பாட்டின் ஹீலியத்தின் மிகவும் நிலையான கட்டமைப்பாக மறுசீரமைக்கப்படுகின்றன.

குளிர் இணைவு பற்றி ஆய்வு செய்ய, சோதனையாளர் டியூட்டெரான்களை அலை நிலைக்குச் சென்று அந்த நிலையில் வைத்திருக்க வேண்டும். அதிகப்படியான வெப்பத்தை வெளியிடுவதை நிரூபிக்கும் குளிர் இணைவு சோதனைகள் இது சாத்தியம் என்பதை நிரூபிக்கின்றன. இருப்பினும், இதுபோன்ற ஒரு செயல்முறையை மிகவும் நம்பகமான முறையில் எவ்வாறு மேற்கொள்வது என்பது இதுவரை யாருக்கும் தெரியாது. குளிர் இணைவின் பயன்பாடு மில்லியன் கணக்கான ஆண்டுகள் நீடிக்கும் ஆற்றல் வளத்தை வழங்குவதாக உறுதியளிக்கிறது, அதே நேரத்தில் புவி வெப்பமடைதல் பிரச்சினைகள், கதிரியக்கத்தன்மை இருக்காது - அதனால்தான் இந்த நிகழ்வைப் படிக்க தீவிர முயற்சிகள் செய்யப்பட வேண்டும்.

இயற்கையின் அனைத்து இயற்பியல் உடல்களும் பொருள் என்று அழைக்கப்படும் ஒரு வகை பொருளிலிருந்து கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளன. பொருட்கள் இரண்டு முக்கிய குழுக்களாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளன - எளிய மற்றும் சிக்கலான பொருட்கள்.

கலவை பொருட்கள் என்பது இரசாயன எதிர்வினைகளால் மற்ற எளிய பொருட்களாக சிதைக்கக்கூடிய பொருட்கள். சிக்கலானவற்றுக்கு மாறாக, எளிய பொருட்கள் என்பது இரசாயன ரீதியாக இன்னும் எளிமையான பொருட்களாக சிதைக்க முடியாதவை.

ஒரு சிக்கலான பொருளின் உதாரணம் நீர், இது ஒரு இரசாயன எதிர்வினை மூலம் மற்ற இரண்டு எளிய பொருட்களாக சிதைக்கப்படலாம் - ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜன். கடைசி இரண்டைப் பொறுத்தவரை, அவை இனி வேதியியல் ரீதியாக எளிமையான பொருட்களாக சிதைக்கப்பட முடியாது, எனவே எளிமையான பொருட்கள் அல்லது வேறுவிதமாகக் கூறினால், இரசாயன கூறுகள்.

19 ஆம் நூற்றாண்டின் முதல் பாதியில், வேதியியல் கூறுகள் ஒன்றுக்கொன்று பொதுவான உறவைக் கொண்டிருக்காத மாறாத பொருட்கள் என்று அறிவியலில் ஒரு அனுமானம் இருந்தது. இருப்பினும், ரஷ்ய விஞ்ஞானி டி.ஐ. மெண்டலீவ் (1834 - 1907) 1869 இல் முதன்முறையாக வேதியியல் கூறுகளின் உறவை வெளிப்படுத்தினார், அவை ஒவ்வொன்றின் தரமான பண்பு அதன் அளவு பண்பு - அணு எடையைப் பொறுத்தது என்பதைக் காட்டுகிறது.

இரசாயன தனிமங்களின் பண்புகளை ஆய்வு செய்த D.I. மெண்டலீவ், அவற்றின் அணு எடையைப் பொறுத்து அவற்றின் பண்புகள் அவ்வப்போது மீண்டும் மீண்டும் வருவதைக் கவனித்தார். அவர் இந்த கால இடைவெளியை ஒரு அட்டவணை வடிவில் காட்சிப்படுத்தினார், இது "மெண்டலீவின் தனிமங்களின் கால அட்டவணை" என்ற பெயரில் அறிவியலில் சேர்க்கப்பட்டது.

மெண்டலீவின் வேதியியல் கூறுகளின் நவீன கால அட்டவணை கீழே உள்ளது.

அணுக்கள்

அறிவியலின் நவீன கருத்துகளின்படி, ஒவ்வொரு இரசாயன உறுப்பும் அணுக்கள் எனப்படும் மிகச்சிறிய பொருள் (பொருள்) துகள்களின் தொகுப்பைக் கொண்டுள்ளது.

ஒரு அணு என்பது ஒரு வேதியியல் தனிமத்தின் மிகச்சிறிய பகுதியாகும், அது இனி வேதியியல் ரீதியாக மற்ற சிறிய மற்றும் எளிமையான பொருள் துகள்களாக சிதைக்க முடியாது.

வெவ்வேறு இயற்கையின் வேதியியல் கூறுகளின் அணுக்கள் அவற்றின் இயற்பியல் வேதியியல் பண்புகள், அமைப்பு, அளவு, நிறை, அணு எடை, சுய ஆற்றல் மற்றும் வேறு சில பண்புகளில் ஒருவருக்கொருவர் வேறுபடுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு ஹைட்ரஜன் அணு ஆக்ஸிஜன் அணுவிலிருந்து அதன் பண்புகள் மற்றும் கட்டமைப்பில் கடுமையாக வேறுபடுகிறது, மேலும் பிந்தையது யுரேனியம் அணுவிலிருந்து.

வேதியியல் தனிமங்களின் அணுக்கள் அளவில் மிகச் சிறியவை என்று நிறுவப்பட்டுள்ளது. அணுக்கள் கோள வடிவத்தில் இருப்பதாக நாம் வழக்கமாகக் கருதினால், அவற்றின் விட்டம் ஒரு சென்டிமீட்டரின் நூறு மில்லியனுக்கு சமமாக இருக்க வேண்டும். எடுத்துக்காட்டாக, ஹைட்ரஜன் அணுவின் விட்டம் - இயற்கையின் மிகச்சிறிய அணு - ஒரு சென்டிமீட்டரின் நூறு மில்லியனுக்கு சமம் (10 -8 செ.மீ), மற்றும் யுரேனியம் அணு போன்ற மிகப்பெரிய அணுக்களின் விட்டம் மூன்றுக்கு மேல் இல்லை. ஒரு சென்டிமீட்டரில் நூறு மில்லியனில் ஒரு பங்கு (3 10 -8 செ.மீ.). இதன் விளைவாக, ஹைட்ரஜன் அணு ஒரு சென்டிமீட்டர் ஆரம் கொண்ட பந்தை விட பல மடங்கு சிறியது, பிந்தையது பூகோளத்தை விட எவ்வளவு சிறியது.

அணுக்களின் மிகச்சிறிய அளவுக்கு ஏற்ப, அவற்றின் நிறை மிகவும் சிறியது. உதாரணமாக, ஒரு ஹைட்ரஜன் அணுவின் நிறை m = 1.67 10 -24 g. அதாவது ஒரு கிராம் ஹைட்ரஜனில் தோராயமாக 6 10 23 அணுக்கள் உள்ளன.

ஆக்சிஜன் அணுவின் எடையில் 1/16 என்பது வேதியியல் தனிமங்களின் அணு எடையை அளவிடுவதற்கான வழக்கமான அலகாக எடுத்துக் கொள்ளப்படுகிறது. ஒரு வேதியியல் தனிமத்தின் இந்த அணு எடைக்கு ஏற்ப, ஒரு சுருக்க எண் அழைக்கப்படுகிறது, இது எடையின் எத்தனை மடங்கு எடையைக் காட்டுகிறது. கொடுக்கப்பட்ட இரசாயன உறுப்பு ஒரு ஆக்ஸிஜன் அணுவின் எடையில் 1/16 ஐ விட அதிகமாக உள்ளது.

டி.ஐ. மெண்டலீவின் தனிமங்களின் கால அட்டவணையில், அனைத்து வேதியியல் தனிமங்களின் அணு எடைகள் கொடுக்கப்பட்டுள்ளன (உறுப்பின் பெயரில் வைக்கப்பட்டுள்ள எண்ணைப் பார்க்கவும்). இந்த அட்டவணையில் இருந்து, 1.008 அணு எடையைக் கொண்ட ஹைட்ரஜன் அணுதான் லேசான அணு என்பதை நாம் காண்கிறோம். கார்பனின் அணு எடை 12, ஆக்ஸிஜன் 16, மற்றும் பல.

கனமான இரசாயன தனிமங்களைப் பொறுத்தவரை, அவற்றின் அணு எடை ஹைட்ரஜனின் அணு எடையை விட இருநூறு மடங்கு அதிகமாகும். எனவே, பாதரசத்தின் அணு வெர்ட் 200.6, ரேடியம் - 226, முதலியன. தனிமங்களின் கால அமைப்பில் ஒரு வேதியியல் உறுப்பு ஆக்கிரமித்துள்ள எண்ணின் அதிக வரிசை, அதிக அணு எடை.

வேதியியல் தனிமங்களின் பெரும்பாலான அணு எடைகள் பின்ன எண்களாக வெளிப்படுத்தப்படுகின்றன. இத்தகைய வேதியியல் கூறுகள் வெவ்வேறு அணு எடைகளைக் கொண்ட எத்தனை வகையான அணுக்களின் தொகுப்பைக் கொண்டிருக்கின்றன, ஆனால் அதே வேதியியல் பண்புகளைக் கொண்டிருப்பதால் இது ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிற்கு விளக்கப்படுகிறது.

தனிமங்களின் கால அமைப்பில் ஒரே எண்ணிக்கையில் இருக்கும் வேதியியல் தனிமங்கள், எனவே ஒரே வேதியியல் பண்புகளைக் கொண்டிருக்கின்றன, ஆனால் வெவ்வேறு அணு எடைகள் ஐசோடோப்புகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

ஐசோடோப்புகள் பெரும்பாலான வேதியியல் கூறுகளில் காணப்படுகின்றன, அதில் இரண்டு ஐசோடோப்புகள் உள்ளன, கால்சியம் - நான்கு, துத்தநாகம் - ஐந்து, டின் - பதினொரு, முதலியன பல ஐசோடோப்புகள் கலை மூலம் பெறப்படுகின்றன, அவற்றில் சில பெரிய நடைமுறை முக்கியத்துவம் வாய்ந்தவை.

பொருளின் அடிப்படைத் துகள்கள்

வேதியியல் தனிமங்களின் அணுக்கள் பொருளின் வகுக்கும் வரம்பு என்று நீண்ட காலமாக நம்பப்பட்டது, அதாவது பிரபஞ்சத்தின் அடிப்படை "செங்கற்கள்" போல. நவீன விஞ்ஞானம் இந்த கருதுகோளை நிராகரித்துள்ளது, எந்தவொரு வேதியியல் தனிமத்தின் அணுவும் அணுவை விட சிறிய பொருள் துகள்களின் தொகுப்பாகும் என்பதை நிறுவுகிறது.

பொருளின் கட்டமைப்பின் எலக்ட்ரானிக் கோட்பாட்டின் படி, எந்தவொரு வேதியியல் தனிமத்தின் அணுவும் ஒரு மையக் கருவைக் கொண்ட ஒரு அமைப்பாகும், அதைச் சுற்றி எலக்ட்ரான்கள் எனப்படும் "அடிப்படை" பொருள் துகள்கள் சுழலும். அணுக்களின் கருக்கள், பொதுவாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட கருத்துகளின்படி, "தொடக்க" பொருள் துகள்களின் தொகுப்பைக் கொண்டிருக்கின்றன - புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள்.

அணுக்களின் கட்டமைப்பையும் அவற்றில் உள்ள இயற்பியல் வேதியியல் செயல்முறைகளையும் புரிந்து கொள்ள, அணுக்களை உருவாக்கும் அடிப்படை துகள்களின் முக்கிய பண்புகளை குறைந்தபட்சம் சுருக்கமாக அறிந்து கொள்வது அவசியம்.

என்று தீர்மானித்தார் எலக்ட்ரான் என்பது இயற்கையில் காணப்படும் மிகச்சிறிய எதிர்மறை மின்னூட்டத்தைக் கொண்ட ஒரு பொருள் துகள் ஆகும்..

ஒரு துகளாக எலக்ட்ரான் ஒரு கோள வடிவத்தைக் கொண்டுள்ளது என்று நிபந்தனையுடன் கருதினால், எலக்ட்ரான் விட்டம் 4 க்கு சமமாக இருக்க வேண்டும். · 10 -13 செ.மீ., அதாவது, எந்த அணுவின் விட்டத்தையும் விட பல்லாயிரக்கணக்கான மடங்கு சிறியது.

ஒரு எலக்ட்ரானும் மற்ற பொருள் துகள்களைப் போலவே நிறை கொண்டது. எலக்ட்ரானின் "ஓய்வு நிறை", அதாவது ஒப்பீட்டு ஓய்வு நிலையில் இருக்கும் நிறை, m o \u003d 9.1 10 -28 g க்கு சமம்.

எலக்ட்ரானின் விதிவிலக்கான சிறிய "ஓய்வு நிறை" எலக்ட்ரானின் மந்தமான பண்புகள் மிகவும் பலவீனமாக இருப்பதைக் குறிக்கிறது, அதாவது ஒரு மாறி மின்சாரத்தின் செல்வாக்கின் கீழ் எலக்ட்ரான் ஒரு வினாடிக்கு பல பில்லியன் காலங்களின் அதிர்வெண்ணுடன் விண்வெளியில் ஊசலாட முடியும்.

ஒரு எலக்ட்ரானின் நிறை மிகவும் சிறியது, அது ஒரு கிராம் எலக்ட்ரான்களைப் பெற 1027 அலகுகள் எடுக்கும். இந்த மிகப்பெரிய எண்ணைப் பற்றி குறைந்தபட்சம் சில உடல் யோசனைகளைப் பெற, நாங்கள் ஒரு உதாரணம் தருவோம். ஒரு கிராம் எலக்ட்ரான்களை ஒன்றுக்கொன்று நெருக்கமாக நேர்கோட்டில் வைக்க முடிந்தால், அவை நான்கு பில்லியன் கிலோமீட்டர் நீளமுள்ள சங்கிலியை உருவாக்கும்.

ஒரு எலக்ட்ரானின் நிறை, மற்ற உண்மையான நுண் துகள்களைப் போலவே, அதன் இயக்கத்தின் வேகத்தைப் பொறுத்தது.ஒரு எலக்ட்ரான், உறவினர் ஓய்வு நிலையில் இருப்பதால், ஒரு "ஓய்வு நிறை" உள்ளது, இது எந்த பௌதிக உடலின் நிறை போன்ற ஒரு இயந்திர இயல்புடையது. எலக்ட்ரானின் "இயக்கத்தின் நிறை", அதன் இயக்கத்தின் வேகத்தின் வளர்ச்சியுடன் அதிகரிக்கிறது, இது மின்காந்த தோற்றம் கொண்டது. இது வெகுஜன மற்றும் மின்காந்த ஆற்றலைக் கொண்ட ஒரு வகையான பொருளாக நகரும் எலக்ட்ரானில் ஒரு மின்காந்த புலம் இருப்பதால் ஏற்படுகிறது.

எலக்ட்ரான் வேகமாக நகரும், அதன் மின்காந்த புலத்தின் செயலற்ற பண்புகள் வெளிப்படுத்தப்படுகின்றன, எனவே, பிந்தைய நிறை மற்றும் அதன்படி, அதன் மின்காந்த ஆற்றல். எலக்ட்ரான் அதன் மின்காந்த புலத்துடன் கூடிய ஒற்றை, கரிமமாக இணைக்கப்பட்ட பொருள் அமைப்பைக் கொண்டிருப்பதால், எலக்ட்ரானின் மின்காந்த புலத்தின் இயக்கத்தின் வெகுஜனத்தை எலக்ட்ரானுக்கு நேரடியாகக் கூறுவது இயற்கையானது.

ஒரு எலக்ட்ரான், ஒரு துகளின் பண்புகளுடன் கூடுதலாக, அலை பண்புகளையும் கொண்டுள்ளது. ஒளியின் ஓட்டத்தைப் போலவே எலக்ட்ரான்களின் ஓட்டமும் அலை போன்ற இயக்கத்தின் வடிவத்தில் பரவுகிறது என்பது அனுபவத்தால் நிறுவப்பட்டது. விண்வெளியில் எலக்ட்ரான் ஓட்டத்தின் அலை இயக்கத்தின் தன்மை மின்னணு அலைகளின் குறுக்கீடு மற்றும் மாறுபாட்டின் நிகழ்வுகளால் உறுதிப்படுத்தப்படுகிறது.

எலக்ட்ரான் குறுக்கீடுஎலக்ட்ரானிக் உயில்களை ஒன்றுக்கொன்று மேலெழுதுவதற்கான நிகழ்வு, மற்றும் எலக்ட்ரான் மாறுபாடு- இது எலக்ட்ரான் அலைகளால் ஒரு குறுகிய பிளவின் விளிம்புகளை சுற்றும் நிகழ்வு ஆகும், இதன் மூலம் எலக்ட்ரான் ஓட்டம் கடந்து செல்கிறது. எனவே, எலக்ட்ரான் ஒரு துகள் மட்டுமல்ல, ஒரு "துகள்-அலை", இதன் நீளம் எலக்ட்ரானின் நிறை மற்றும் வேகத்தைப் பொறுத்தது.

எலக்ட்ரான், அதன் மொழிபெயர்ப்பு இயக்கத்துடன் கூடுதலாக, அதன் அச்சைச் சுற்றி ஒரு சுழற்சி இயக்கத்தையும் செய்கிறது என்பது நிறுவப்பட்டுள்ளது. இந்த வகை எலக்ட்ரான் இயக்கம் "சுழல்" என்று அழைக்கப்படுகிறது (ஆங்கில வார்த்தையான "ஸ்பின்" - ஸ்பின்டில்). அத்தகைய இயக்கத்தின் விளைவாக, எலக்ட்ரான், மின் கட்டணம் காரணமாக மின் பண்புகளுடன் கூடுதலாக, காந்த பண்புகளையும் பெறுகிறது, இது ஒரு அடிப்படை காந்தத்தை ஒத்திருக்கிறது.

புரோட்டான் என்பது எலக்ட்ரானின் மின் கட்டணத்திற்கு சமமான நேர்மறை மின்னூட்டத்தைக் கொண்ட ஒரு பொருள் துகள் ஆகும்.

புரோட்டான் நிறை 1.67 · 10-24 கிராம், அதாவது, எலக்ட்ரானின் "ஓய்வு நிறை"யை விட இது தோராயமாக 1840 மடங்கு அதிகம்.

எலக்ட்ரான் மற்றும் புரோட்டான் போலல்லாமல், நியூட்ரானுக்கு மின் கட்டணம் இல்லை, அதாவது, இது ஒரு மின் நடுநிலையான "ஆரம்ப" பொருளின் துகள். ஒரு நியூட்ரானின் நிறை நடைமுறையில் புரோட்டானின் நிறைக்கு சமம்.

எலக்ட்ரான்கள், புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள், அணுக்களின் கலவையில் இருப்பதால், ஒருவருக்கொருவர் தொடர்பு கொள்கின்றன. குறிப்பாக, எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்கள் எதிரெதிர் மின்னேற்றங்களைக் கொண்ட துகள்களாக ஒன்றுக்கொன்று ஈர்க்கப்படுகின்றன. அதே நேரத்தில், எலக்ட்ரானில் இருந்து ஒரு எலக்ட்ரானும், புரோட்டானிலிருந்து ஒரு புரோட்டானும் ஒரே மின் கட்டணத்துடன் துகள்களாக விரட்டப்படுகின்றன.

இந்த அனைத்து மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் தொடர்பு அவற்றின் மின்சார புலங்கள் மூலம் நிகழ்கிறது. இந்த புலங்கள் ஃபோட்டான்கள் எனப்படும் அடிப்படை பொருள் துகள்களின் தொகுப்பைக் கொண்ட ஒரு சிறப்பு வகையான பொருள். ஒவ்வொரு ஃபோட்டானும் கண்டிப்பாக வரையறுக்கப்பட்ட உள்ளார்ந்த ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது (ஆற்றல் குவாண்டம்).

மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட பொருள் துகள்களின் தொடர்பு ஃபோட்டான்கள் மூலம் ஒருவருக்கொருவர் பரிமாறிக்கொள்வதன் மூலம் மேற்கொள்ளப்படுகிறது. மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களுக்கு இடையிலான தொடர்பு சக்தி பொதுவாக அழைக்கப்படுகிறது மின் சக்தி.

அணுக்களின் அணுக்களில் உள்ள நியூட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்களும் ஒன்றுடன் ஒன்று தொடர்பு கொள்கின்றன. இருப்பினும், அவற்றுக்கிடையேயான இந்த தொடர்பு இனி ஒரு மின்சார புலம் மூலம் மேற்கொள்ளப்படுவதில்லை, ஏனெனில் நியூட்ரான் என்பது பொருளின் மின்சார நடுநிலை துகள், ஆனால் அணுசக்தி புலம் என்று அழைக்கப்படுபவை மூலம்.

இந்த புலம் ஒரு சிறப்பு வகையான பொருளாகும், இது மீசான்கள் எனப்படும் அடிப்படை பொருள் துகள்களின் தொகுப்பைக் கொண்டுள்ளது. நியூட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்களின் தொடர்பு மீசான்களை ஒருவருக்கொருவர் பரிமாறிக்கொள்வதன் மூலம் மேற்கொள்ளப்படுகிறது. நியூட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்கள் ஒன்றோடொன்று தொடர்பு கொள்ளும் விசை அணுக்கரு விசை எனப்படும்.

அணுக்களின் அணுக்கருக்களில் அணுக்கருக்கள் மிகச் சிறிய தூரத்தில் - தோராயமாக 10 - 13 செ.மீ. வரை செயல்படுகின்றன என்பது நிறுவப்பட்டது.

அணுவின் கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் பரஸ்பர விரட்டலின் மின்சார சக்திகளை விட அணுசக்தி சக்திகள் மிகப் பெரியவை. அணுக்களின் கருக்களுக்குள் இருக்கும் புரோட்டான்களின் பரஸ்பர விரட்டும் சக்திகளை கடப்பது மட்டுமல்லாமல், புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் மொத்தத்தில் இருந்து கருக்களின் மிகவும் வலுவான அமைப்புகளை உருவாக்கவும் முடிகிறது என்பதற்கு இது வழிவகுக்கிறது.

ஒவ்வொரு அணுவின் கருவின் நிலைத்தன்மையும் இரண்டு முரண்பாடான சக்திகளின் விகிதத்தைப் பொறுத்தது - அணு (புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் பரஸ்பர ஈர்ப்பு) மற்றும் மின் (புரோட்டான்களின் பரஸ்பர விரட்டல்).

அணுக்களின் கருக்களில் செயல்படும் சக்திவாய்ந்த அணுசக்திகள் நியூட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்களை ஒன்றுக்கொன்று மாற்றுவதற்கு பங்களிக்கின்றன. நியூட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்களின் இந்த இடைமாற்றங்கள் மீசான்கள் போன்ற இலகுவான அடிப்படைத் துகள்களின் வெளியீடு அல்லது உறிஞ்சுதலின் விளைவாக மேற்கொள்ளப்படுகின்றன.

நாம் கருத்தில் கொண்ட துகள்கள் அடிப்படை என்று அழைக்கப்படுகின்றன, ஏனெனில் அவை மற்ற, எளிமையான பொருளின் துகள்களின் தொகுப்பைக் கொண்டிருக்கவில்லை. ஆனால் அதே நேரத்தில், அவை ஒருவருக்கொருவர் மாற்றும் திறன் கொண்டவை என்பதை நாம் மறந்துவிடக் கூடாது, ஒருவருக்கொருவர் இழப்பில் எழுகின்றன. எனவே, இந்த துகள்கள் சில சிக்கலான வடிவங்கள், அதாவது, அவற்றின் அடிப்படையானது நிபந்தனைக்குட்பட்டது.

அணுக்களின் வேதியியல் அமைப்பு

அதன் கட்டமைப்பில் எளிமையான அணு ஹைட்ரஜன் அணு ஆகும். இது இரண்டு அடிப்படை துகள்களின் தொகுப்பைக் கொண்டுள்ளது - ஒரு புரோட்டான் மற்றும் எலக்ட்ரான். ஹைட்ரஜன் அணுவின் அமைப்பில் உள்ள புரோட்டான் மையக் கருவின் பாத்திரத்தை வகிக்கிறது, அதைச் சுற்றி எலக்ட்ரான் ஒரு குறிப்பிட்ட சுற்றுப்பாதையில் சுழலும். அத்திப்பழத்தில். 1 ஹைட்ரஜன் அணுவின் மாதிரியை திட்டவட்டமாக காட்டுகிறது.

அரிசி. 1. ஹைட்ரஜன் அணுவின் கட்டமைப்பின் திட்டம்

இந்த மாதிரி யதார்த்தத்திற்கு ஒரு தோராயமான தோராயம் மட்டுமே. உண்மை என்னவென்றால், எலக்ட்ரான் ஒரு "துகள்-அலை" ஆக வெளிப்புற சூழலில் இருந்து கூர்மையாக பிரிக்கப்பட்ட அளவைக் கொண்டிருக்கவில்லை. இதன் பொருள் எலக்ட்ரானின் சில சரியான நேரியல் சுற்றுப்பாதையைப் பற்றி பேசக்கூடாது, ஆனால் ஒரு வகையான எலக்ட்ரான் மேகத்தைப் பற்றி பேச வேண்டும். இந்த வழக்கில், எலக்ட்ரான் பெரும்பாலும் மேகத்தின் ஒரு குறிப்பிட்ட நடுத்தர கோட்டை ஆக்கிரமிக்கிறது, இது அணுவில் அதன் சாத்தியமான சுற்றுப்பாதைகளில் ஒன்றாகும்.

எலக்ட்ரானின் சுற்றுப்பாதை கண்டிப்பாக மாறாமல் மற்றும் அணுவில் அசையாது என்று சொல்ல வேண்டும் - இது எலக்ட்ரானின் வெகுஜனத்தில் ஏற்படும் மாற்றத்தால், சில சுழற்சி இயக்கத்தை செய்கிறது. இதன் விளைவாக, ஒரு அணுவில் எலக்ட்ரானின் இயக்கம் ஒப்பீட்டளவில் சிக்கலானது. ஹைட்ரஜன் அணுவின் கருவும் (புரோட்டான்) அதைச் சுற்றி சுழலும் எலக்ட்ரானும் எதிர் மின் கட்டணங்களைக் கொண்டிருப்பதால், அவை ஒன்றுக்கொன்று ஈர்க்கப்படுகின்றன.

அதே நேரத்தில், எலக்ட்ரானின் ஆற்றல், அணுவின் கருவைச் சுற்றி சுழலும், மையவிலக்கு விசையை உருவாக்குகிறது, அது கருவில் இருந்து அதை அகற்ற முனைகிறது. இதன் விளைவாக, அணுவின் அணுக்கரு மற்றும் எலக்ட்ரானின் பரஸ்பர ஈர்ப்பு மின்சாரம் மற்றும் எலக்ட்ரானில் செயல்படும் மையவிலக்கு விசை ஆகியவை முரண்பாடான சக்திகளாகும்.

சமநிலையில், அவற்றின் எலக்ட்ரான் அணுவின் சில சுற்றுப்பாதையில் ஒப்பீட்டளவில் நிலையான நிலையை ஆக்கிரமிக்கிறது. எலக்ட்ரானின் நிறை மிகவும் சிறியதாக இருப்பதால், ஒரு அணுவின் கருவின் ஈர்ப்பு விசையை சமநிலைப்படுத்த, அது ஒரு வினாடிக்கு சுமார் 6 x 10 15 புரட்சிகளுக்குச் சமமான ஒரு மகத்தான வேகத்தில் சுழல வேண்டும். இதன் பொருள் ஹைட்ரஜன் அணுவின் அமைப்பில் உள்ள ஒரு எலக்ட்ரான், மற்ற அணுவைப் போலவே, அதன் சுற்றுப்பாதையில் ஒரு வினாடிக்கு ஆயிரம் கிலோமீட்டருக்கும் அதிகமான நேரியல் வேகத்துடன் நகர்கிறது.

சாதாரண நிலைமைகளின் கீழ், ஒரு எலக்ட்ரான் அணுவின் அணுவில் அணுக்கருவுக்கு மிக அருகில் சுற்றுப்பாதையில் சுழல்கிறது. அதே நேரத்தில், இது குறைந்தபட்ச ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது. ஒரு காரணத்திற்காக அல்லது இன்னொரு காரணத்திற்காக, எடுத்துக்காட்டாக, அணுவின் அமைப்பை ஆக்கிரமித்த வேறு சில பொருள் துகள்களின் செல்வாக்கின் கீழ், எலக்ட்ரான் அணுவிலிருந்து அதிக தொலைவில் உள்ள சுற்றுப்பாதைக்கு நகர்ந்தால், அது ஏற்கனவே சற்றே பெரிய அளவைக் கொண்டிருக்கும் ஆற்றல்.

எவ்வாறாயினும், எலக்ட்ரான் இந்த புதிய சுற்றுப்பாதையில் ஒரு புறக்கணிக்கத்தக்க நேரத்திற்கு தங்கியிருக்கும், அதன் பிறகு அது மீண்டும் அணுவின் கருவுக்கு அருகில் உள்ள சுற்றுப்பாதையில் சுழலும். இந்த நடவடிக்கை மூலம், அவர் தனது அதிகப்படியான ஆற்றலை மின்காந்த கதிர்வீச்சின் குவாண்டம் வடிவில் கொடுக்கிறார் - கதிரியக்க ஆற்றல் (படம் 2).

அரிசி. 2. ஒரு எலக்ட்ரான், தொலைதூர சுற்றுப்பாதையில் இருந்து ஒரு அணுவின் அணுக்கருவிற்கு அருகில் செல்லும் போது, ​​ஒரு குவாண்டம் கதிரியக்க ஆற்றலை வெளியிடுகிறது.

ஒரு எலக்ட்ரான் வெளியில் இருந்து அதிக ஆற்றலைப் பெறுகிறது, அணுவின் கருவில் இருந்து அதிக தொலைவில் அது சுற்றுப்பாதைக்குச் செல்கிறது மற்றும் அணுக்கருவுக்கு மிக நெருக்கமான சுற்றுப்பாதையில் சுழலும் போது அதிக மின்காந்த ஆற்றல் கதிர்வீச்சு செய்கிறது.

பல்வேறு சுற்றுப்பாதைகளிலிருந்து அணுக்கருவுக்கு மிக நெருக்கமான இடத்திற்கு மாறும்போது எலக்ட்ரானால் வெளிப்படும் ஆற்றலின் அளவை அளவிடுவதன் மூலம், ஹைட்ரஜன் அணுவின் அமைப்பிலும், வேறு எந்த அணுவின் அமைப்பிலும் எலக்ட்ரான் இருப்பதை நிறுவ முடிந்தது. எந்தவொரு தன்னிச்சையான சுற்றுப்பாதைக்கும் செல்ல முடியாது, அந்த ஆற்றலுக்கு ஏற்ப கண்டிப்பாக வரையறுக்கப்பட்ட ஒன்றுக்கு, அவர் ஒரு வெளிப்புற சக்தியின் செயல்பாட்டின் கீழ் பெறுகிறார். ஒரு அணுவில் எலக்ட்ரான் ஆக்கிரமிக்கக்கூடிய சுற்றுப்பாதைகள் அனுமதிக்கப்பட்ட சுற்றுப்பாதைகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

ஹைட்ரஜன் அணுவின் கருவின் நேர்மறை மின்னூட்டமும் (புரோட்டான் சார்ஜ்) எலக்ட்ரானின் எதிர்மறை மின்னழுத்தமும் சமமாக இருப்பதால், அவற்றின் மொத்த கட்டணம் பூஜ்ஜியமாகும். இதன் பொருள் ஹைட்ரஜன் அணு, சாதாரண நிலையில் இருப்பது, ஒரு மின் நடுநிலை துகள் ஆகும்.

அனைத்து வேதியியல் தனிமங்களின் அணுக்களுக்கும் இது பொருந்தும்: அதன் இயல்பான நிலையில் உள்ள எந்தவொரு வேதியியல் தனிமத்தின் அணுவும் அதன் நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை கட்டணங்களின் எண் சமத்துவத்தின் காரணமாக ஒரு மின் நடுநிலை துகள் ஆகும்.

ஹைட்ரஜன் அணுவின் மையக்கருவில் ஒரே ஒரு "தொடக்க" துகள், புரோட்டான் சேர்க்கப்பட்டுள்ளதால், இந்த கருவின் நிறை எண் என்று அழைக்கப்படுவது ஒன்றுக்கு சமம். எந்தவொரு வேதியியல் தனிமத்தின் அணுவின் அணுக்கருவின் நிறை எண், இந்த உட்கருவை உருவாக்கும் புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் மொத்த எண்ணிக்கையாகும்.

இயற்கை ஹைட்ரஜன் முக்கியமாக ஒன்றுக்கு சமமான நிறை எண் கொண்ட அணுக்களின் தொகுப்பைக் கொண்டுள்ளது. இருப்பினும், இது மற்றொரு வகையான ஹைட்ரஜன் அணுக்களையும் கொண்டுள்ளது, இரண்டுக்கு சமமான நிறை எண் கொண்டது. இந்த கனரக ஹைட்ரஜனின் அணுக்கருக்கள், டியூட்டரான்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, இரண்டு துகள்கள் உள்ளன - ஒரு புரோட்டான் மற்றும் ஒரு நியூட்ரான். ஹைட்ரஜனின் இந்த ஐசோடோப்பு டியூட்டீரியம் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

இயற்கை ஹைட்ரஜனில் மிகக் குறைந்த டியூட்டிரியம் உள்ளது. ஒளி ஹைட்ரஜனின் ஒவ்வொரு ஆறாயிரம் அணுக்களுக்கும் (நிறை எண் ஒன்று), டியூட்டீரியத்தின் ஒரு அணு மட்டுமே உள்ளது (கனமான ஹைட்ரஜன்). ஹைட்ரஜனின் மற்றொரு ஐசோடோப்பு உள்ளது - ட்ரிடியம் எனப்படும் சூப்பர் ஹெவி ஹைட்ரஜன். ஹைட்ரஜனின் இந்த ஐசோடோப்பின் அணுவின் கருக்களில், மூன்று துகள்கள் உள்ளன: ஒரு புரோட்டான் மற்றும் இரண்டு நியூட்ரான்கள், அணுசக்திகளால் ஒருவருக்கொருவர் பிணைக்கப்பட்டுள்ளன. டிரிடியம் அணுவின் கருவின் நிறை எண் மூன்று, அதாவது, டிரிடியம் அணு ஒளி ஹைட்ரஜன் அணுவை விட மூன்று மடங்கு கனமானது.

ஹைட்ரஜன் ஐசோடோப்புகளின் அணுக்கள் வெவ்வேறு வெகுஜனங்களைக் கொண்டிருந்தாலும், அவை ஒரே வேதியியல் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன, எடுத்துக்காட்டாக, ஒளி ஹைட்ரஜன், ஆக்ஸிஜனுடன் வேதியியல் தொடர்புக்குள் நுழைந்து, அதனுடன் ஒரு சிக்கலான பொருளை உருவாக்குகிறது - நீர். இதேபோல், ஹைட்ரஜனின் ஐசோடோப்பு - டியூட்டீரியம், ஆக்ஸிஜனுடன் இணைந்தால், தண்ணீரை உருவாக்குகிறது, இது சாதாரண தண்ணீரைப் போலல்லாமல், கன நீர் என்று அழைக்கப்படுகிறது. அணு (அணு) ஆற்றல் உற்பத்தியில் கன நீர் பெரிதும் பயன்படுகிறது.

இதன் விளைவாக, அணுக்களின் வேதியியல் பண்புகள் அவற்றின் கருக்களின் வெகுஜனத்தைப் பொறுத்தது அல்ல, ஆனால் அணுவின் எலக்ட்ரான் ஷெல் கட்டமைப்பைப் பொறுத்தது. ஒளி ஹைட்ரஜன், டியூட்டீரியம் மற்றும் ட்ரிடியத்தின் அணுக்கள் ஒரே எண்ணிக்கையிலான எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டிருப்பதால் (ஒவ்வொரு அணுவிற்கும் ஒன்று), இந்த ஐசோடோப்புகள் ஒரே இரசாயன பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன.

தனிமங்களின் காலமுறை அமைப்பில் வேதியியல் தனிமம் ஹைட்ரஜன் முதல் எண்ணை ஆக்கிரமித்திருப்பது தற்செயல் நிகழ்வு அல்ல. உண்மை என்னவென்றால், தனிமங்களின் கால அமைப்பில் உள்ள எந்தவொரு தனிமத்தின் எண்ணிக்கைக்கும் இந்த தனிமத்தின் அணுவின் அணுக்கருவின் சார்ஜ் மதிப்புக்கும் இடையே சில இணைப்பு உள்ளது. இது பின்வருமாறு வடிவமைக்கப்படலாம்: தனிமங்களின் காலமுறை அமைப்பில் உள்ள எந்த வேதியியல் தனிமத்தின் வரிசை எண், இந்த தனிமத்தின் கருவின் நேர்மறை மின்னூட்டத்திற்கு, அதன் விளைவாக, அதைச் சுற்றி சுழலும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமமாக இருக்கும்.

தனிமங்களின் கால அமைப்பில் ஹைட்ரஜன் முதல் எண்ணை ஆக்கிரமித்துள்ளதால், இதன் பொருள் அதன் அணுவின் கருவின் நேர்மறை மின்னூட்டம் ஒன்றுக்கு சமம் மற்றும் ஒரு எலக்ட்ரான் கருவைச் சுற்றி சுழலும்.

வேதியியல் தனிமம் ஹீலியம் தனிமங்களின் கால அமைப்பில் இரண்டாவது எண்ணை ஆக்கிரமித்துள்ளது. இதன் பொருள் இது அணுக்கருவின் நேர்மறை மின்னேற்றத்தைக் கொண்டுள்ளது, இரண்டு அலகுகளுக்கு சமம், அதாவது, அதன் கருவில் இரண்டு புரோட்டான்கள் இருக்க வேண்டும், மேலும் அணுவின் எலக்ட்ரான் ஷெல்லில் இரண்டு மின்முனைகள் இருக்க வேண்டும்.

இயற்கை ஹீலியம் இரண்டு ஐசோடோப்புகளைக் கொண்டுள்ளது - கனமான மற்றும் லேசான ஹீலியம். கனரக ஹீலியத்தின் நிறை எண் நான்கு. இதன் பொருள், ஒரு கனமான ஹீலியம் அணுவின் கருவின் கலவை, மேலே உள்ள இரண்டு புரோட்டான்களைத் தவிர, மேலும் இரண்டு நியூட்ரான்களைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். ஒளி ஹீலியத்தைப் பொறுத்தவரை, அதன் நிறை எண் மூன்றுக்கு சமம், அதாவது, இரண்டு புரோட்டான்களுக்கு கூடுதலாக, அதன் கருவில் மேலும் ஒரு நியூட்ரான் இருக்க வேண்டும்.

இயற்கையான ஹீலியத்தில் ஒளி ஹீலியம் அணுக்களின் எண்ணிக்கை கனமான ஜீனியஸ் அணுக்களில் ஒரு மில்லியனில் ஒரு பங்கு என்று நிறுவப்பட்டுள்ளது. அத்திப்பழத்தில். 3 ஹீலியம் அணுவின் திட்ட மாதிரியைக் காட்டுகிறது.

அரிசி. 3. ஹீலியம் அணுவின் கட்டமைப்பின் திட்டம்

இந்த அணுக்களின் அணுக்களில் புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை அதிகரிப்பதாலும், அதே சமயம் அணுக்கருவைச் சுற்றி வரும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை அதிகரிப்பதாலும் வேதியியல் தனிமங்களின் அணுக்களின் கட்டமைப்பில் மேலும் சிக்கல் ஏற்படுகிறது (படம் 4) . தனிமங்களின் கால அமைப்பைப் பயன்படுத்தி, பல்வேறு அணுக்களை உருவாக்கும் எலக்ட்ரான்கள், புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையைத் தீர்மானிப்பது எளிது.

அரிசி. 4. அணுக்களின் கருக்களின் கட்டமைப்பின் திட்டங்கள்: 1 - ஹீலியம், 2 - கார்பன், 3 - ஆக்ஸிஜன்

ஒரு வேதியியல் தனிமத்தின் வரிசை எண் அணுவின் கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்கும், அதே நேரத்தில் அணுக்கருவைச் சுற்றி வரும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கைக்கும் சமம். அணு எடையைப் பொறுத்தவரை, இது அணுவின் நிறை எண்ணுக்கு தோராயமாக சமமாக இருக்கும், அதாவது, கருவில் உள்ள புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை. எனவே, ஒரு தனிமத்தின் அணு எடையிலிருந்து தனிமத்தின் ஆர்டினல் எண்ணுக்கு சமமான எண்ணைக் கழிப்பதன் மூலம், கொடுக்கப்பட்ட கருவில் எத்தனை நியூட்ரான்கள் உள்ளன என்பதை ஒருவர் தீர்மானிக்க முடியும்.

ஒளி வேதியியல் தனிமங்களின் கருக்கள், சமமாக புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களைக் கொண்டிருக்கின்றன, அவை அதிக வலிமையால் வேறுபடுகின்றன, ஏனெனில் அவற்றில் உள்ள அணுசக்திகள் ஒப்பீட்டளவில் பெரியவை. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு கனமான ஹீலியம் அணுவின் கரு விதிவிலக்காக வலுவானது, ஏனெனில் அது இரண்டு புரோட்டான்கள் மற்றும் இரண்டு நியூட்ரான்கள் சக்தி வாய்ந்த அணுசக்திகளால் பிணைக்கப்பட்டுள்ளது.

கனமான வேதியியல் தனிமங்களின் அணுக்களின் கருக்கள் ஏற்கனவே அவற்றின் கலவையில் சமமற்ற புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளன, எனவே கருவில் உள்ள அவற்றின் பிணைப்பு ஒளி வேதியியல் கூறுகளின் கருக்களை விட பலவீனமாக உள்ளது. அணு "புராஜெக்டைல்கள்" (நியூட்ரான்கள், ஹீலியம் அணுவின் கருக்கள் போன்றவை) குண்டுவீச்சினால் இந்த தனிமங்களின் கருக்கள் ஒப்பீட்டளவில் எளிதாகப் பிரிக்கப்படலாம்.

கனமான இரசாயன தனிமங்களைப் பொறுத்தவரை, குறிப்பாக கதிரியக்கமானவை, அவற்றின் கருக்கள் குறைந்த வலிமையால் வேறுபடுகின்றன, அவை தன்னிச்சையாக அவற்றின் கூறு பாகங்களாக சிதைகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, 88 புரோட்டான்கள் மற்றும் 138 நியூட்ரான்களின் கலவையைக் கொண்ட ரேடியம் என்ற கதிரியக்க தனிமத்தின் அணுக்கள், தன்னிச்சையாக சிதைந்து, கதிரியக்க உறுப்பு ரேடானின் அணுக்களாக மாறுகின்றன. பிந்தையவற்றின் அணுக்கள், உறுப்பு பகுதிகளாக உடைந்து, மற்ற உறுப்புகளின் அணுக்களாக மாறுகின்றன.

இரசாயன தனிமங்களின் அணுக்களின் உட்கருவின் பகுதிகளை சுருக்கமாக மதிப்பாய்வு செய்த பின்னர், அணுக்களின் எலக்ட்ரான் ஷெல்களின் கட்டமைப்பைக் கருத்தில் கொள்வோம். தெரிந்தபடி, எலக்ட்ரான்கள் கண்டிப்பாக வரையறுக்கப்பட்ட சுற்றுப்பாதையில் மட்டுமே அணுக்களின் கருக்களை சுற்றி வர முடியும். மேலும், அவை ஒவ்வொரு அணுவின் எலக்ட்ரான் ஷெல்லிலும் தொகுக்கப்பட்டுள்ளன, இதனால் எலக்ட்ரான்களின் தனிப்பட்ட அடுக்குகளை வேறுபடுத்தி அறியலாம்.

ஒவ்வொரு அடுக்கும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கையைக் கொண்டிருக்கலாம், கண்டிப்பாக வரையறுக்கப்பட்ட எண்ணைத் தாண்டக்கூடாது. எனவே, எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு அணுவின் கருவுக்கு மிக நெருக்கமான முதல் எலக்ட்ரான் அடுக்கில், அதிகபட்சம் இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் இருக்கலாம், இரண்டாவதாக - எட்டு எலக்ட்ரான்களுக்கு மேல் இல்லை.

வெளிப்புற எலக்ட்ரான் அடுக்குகள் முழுமையாக நிரப்பப்பட்ட அந்த அணுக்கள் மிகவும் நிலையான எலக்ட்ரான் ஷெல் கொண்டவை. இதன் பொருள் இந்த அணு அதன் அனைத்து எலக்ட்ரான்களையும் உறுதியாக வைத்திருக்கிறது மற்றும் வெளியில் இருந்து கூடுதல் அளவு பெற வேண்டிய அவசியமில்லை. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு ஹீலியம் அணுவில் இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன, அவை முதல் எலக்ட்ரான் அடுக்கை முழுமையாக நிரப்புகின்றன, மேலும் ஒரு நியான் அணுவில் பத்து எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன, அவற்றில் முதல் இரண்டு முதல் எலக்ட்ரான் அடுக்கை முழுமையாக நிரப்புகிறது, மீதமுள்ளவை - இரண்டாவது (படம் 5).

அரிசி. 5. நியான் அணுவின் கட்டமைப்பின் திட்டம்

இதன் விளைவாக, ஹீலியம் மற்றும் நியான் அணுக்கள் மிகவும் நிலையான எலக்ட்ரான் ஓடுகளைக் கொண்டுள்ளன, அவை எந்த வகையிலும் அவற்றை அளவு ரீதியாக மாற்ற முற்படுவதில்லை. இத்தகைய கூறுகள் வேதியியல் ரீதியாக செயலற்றவை, அதாவது அவை மற்ற உறுப்புகளுடன் வேதியியல் தொடர்புகளில் நுழைவதில்லை.

இருப்பினும், பெரும்பாலான வேதியியல் கூறுகள் அணுக்களைக் கொண்டுள்ளன, இதில் வெளிப்புற எலக்ட்ரான் அடுக்குகள் எலக்ட்ரான்களால் முழுமையாக நிரப்பப்படவில்லை. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு பொட்டாசியம் அணுவில் பத்தொன்பது எலக்ட்ரான்கள் உள்ளன, அதில் பதினெட்டு முதல் மூன்று அடுக்குகளை முழுமையாக நிரப்புகிறது, மேலும் பத்தொன்பதாவது எலக்ட்ரான் அடுத்த, நிரப்பப்படாத எலக்ட்ரான் அடுக்கில் தனியாக உள்ளது. நான்காவது எலக்ட்ரான் அடுக்கை எலக்ட்ரான்களுடன் பலவீனமாக நிரப்புவது, அணுவின் கரு மிகவும் பலவீனமாக வெளிப்புறத்தை வைத்திருக்கிறது - பத்தொன்பதாவது எலக்ட்ரான், எனவே பிந்தையது அணுவிலிருந்து எளிதில் கிழிக்கப்படலாம். .

அல்லது, எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு ஆக்ஸிஜன் அணு எட்டு எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது, அவற்றில் இரண்டு முதல் அடுக்கை முழுமையாக நிரப்புகின்றன, மீதமுள்ள ஆறு இரண்டாவது அடுக்கில் அமைந்துள்ளன. எனவே, ஆக்ஸிஜன் அணுவில் இரண்டாவது எலக்ட்ரான் அடுக்கின் கட்டுமானத்தை முடிக்க, அதில் இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் மட்டுமே இல்லை. எனவே, ஆக்ஸிஜன் அணு தனது ஆறு எலக்ட்ரான்களை இரண்டாவது அடுக்கில் உறுதியாக வைத்திருப்பது மட்டுமல்லாமல், அதன் இரண்டாவது எலக்ட்ரான் அடுக்கை நிரப்புவதற்கு இரண்டு விடுபட்ட எலக்ட்ரான்களை தன்னிடம் ஈர்க்கும் திறனையும் கொண்டுள்ளது. வெளிப்புற எலக்ட்ரான்கள் அவற்றின் கருக்களுடன் பலவீனமாக பிணைக்கப்பட்டுள்ள தனிமங்களின் அணுக்களுடன் வேதியியல் கலவையால் இதை அவர் அடைகிறார்.

எலக்ட்ரான்களால் முழுமையாக நிரப்பப்பட்ட வெளிப்புற எலக்ட்ரான் அடுக்குகள் இல்லாத வேதியியல் கூறுகள், ஒரு விதியாக, வேதியியல் ரீதியாக செயலில் உள்ளன, அதாவது அவை உடனடியாக இரசாயன தொடர்புக்குள் நுழைகின்றன.

எனவே, வேதியியல் தனிமங்களின் அணுக்களில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் கண்டிப்பாக வரையறுக்கப்பட்ட வரிசையில் அமைக்கப்பட்டிருக்கின்றன, மேலும் அவற்றின் இடஞ்சார்ந்த ஏற்பாட்டில் அல்லது அணுவின் எலக்ட்ரான் ஷெல் எண்ணில் ஏற்படும் எந்த மாற்றமும் பிந்தையவற்றின் இயற்பியல் வேதியியல் பண்புகளில் மாற்றத்திற்கு வழிவகுக்கிறது.

ஒரு அணுவின் அமைப்பில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையின் சமத்துவமே அதன் மொத்த மின் கட்டணம் பூஜ்ஜியத்திற்கு சமமாக இருப்பதற்குக் காரணம். ஒரு அணுவின் அமைப்பில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையின் சமத்துவம் மீறப்பட்டால், அணு மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அமைப்பாக மாறும்.

ஒரு அணு, அதன் எலக்ட்ரான்களின் ஒரு பகுதியை இழந்துவிட்டதால் அல்லது அதற்கு மாறாக, அதிகப்படியான எண்ணிக்கையைப் பெற்றதன் காரணமாக எதிர் மின் கட்டணங்களின் சமநிலை தொந்தரவு செய்யப்படுகிறது, இது அயனி என்று அழைக்கப்படுகிறது.

மாறாக, ஒரு அணு சில கூடுதல் எண்ணிக்கையிலான எலக்ட்ரான்களைப் பெற்றால், அது எதிர்மறை அயனியாக மாறும். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு குளோரின் அணு, ஒரு கூடுதல் எலக்ட்ரானைப் பெற்ற பிறகு, ஒற்றை சார்ஜ் செய்யப்பட்ட எதிர்மறை குளோரின் அயனியாக மாறும் Cl - . கூடுதல் இரண்டு எலக்ட்ரான்களைப் பெற்ற ஆக்ஸிஜன் அணு, இரட்டிப்பு சார்ஜ் செய்யப்பட்ட எதிர்மறை ஆக்ஸிஜன் அயன் O ஆக மாறுகிறது.

அயனியாக மாறிய ஒரு அணு வெளிப்புற சூழலுடன் தொடர்புடைய மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அமைப்பாக மாறுகிறது. இதன் பொருள், அணு ஒரு மின்சார புலத்தைக் கொண்டிருக்கத் தொடங்கியது, அதனுடன் அது ஒரு ஒற்றை பொருள் அமைப்பை உருவாக்குகிறது மற்றும் இந்த புலத்தின் மூலம் மற்ற மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட பொருளின் துகள்களுடன் மின் தொடர்புகளை மேற்கொள்கிறது - அயனிகள், எலக்ட்ரான்கள், நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அணுக்கருக்கள் போன்றவை.

அயனிகளைப் போலல்லாமல் ஒன்றையொன்று ஈர்க்கும் திறன், அவை வேதியியல் ரீதியாக ஒன்றிணைந்து, பொருளின் மிகவும் சிக்கலான துகள்களை உருவாக்குகின்றன - மூலக்கூறுகள்.

முடிவில், ஒரு அணுவின் பரிமாணங்கள் அவை இயற்றப்பட்ட அந்த பொருள் துகள்களின் பரிமாணங்களுடன் ஒப்பிடும்போது மிகப் பெரியவை என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். மிகவும் சிக்கலான அணுவின் கரு, அனைத்து எலக்ட்ரான்களுடன் சேர்ந்து, அணுவின் கன அளவின் பில்லியனில் ஒரு பங்கை ஆக்கிரமித்துள்ளது. ஒரு கன மீட்டர் பிளாட்டினத்தை மிகவும் இறுக்கமாக அழுத்தினால், அணுவிற்கும் அணுவிற்கும் இடையிலான இடைவெளிகள் மறைந்துவிடும் என்று ஒரு எளிய கணக்கீடு காட்டுகிறது, அப்போது ஒரு கன மில்லிமீட்டருக்கு சமமான அளவு கிடைக்கும்.

அக்டோப், 2014

ஹாட்ரான்.வலுவான தொடர்புகளில் பங்கேற்கும் அடிப்படை துகள்களின் வகுப்பு. ஹாட்ரான்கள் குவார்க்குகளால் ஆனவை மற்றும் இரண்டு குழுக்களாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன: பேரியான்கள் (மூன்று குவார்க்குகளால் ஆனது) மற்றும் மீசான்கள் (குவார்க் மற்றும் பழங்காலத்தால் ஆனது). நாம் கவனிக்கும் பெரும்பாலான விஷயம் பேரியான்களைக் கொண்டுள்ளது: அணுக்களின் கருக்களின் ஒரு பகுதியாக இருக்கும் புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூக்ளியோன்கள்.

கதிர்வீச்சு மூல செயல்பாடுகதிரியக்க மூலத்தில் உள்ள கதிரியக்க கருக்களின் மொத்த சிதைவுகளின் எண்ணிக்கை மற்றும் சிதைவு நேரத்தின் விகிதம் ஆகும்.

ஆல்பா கதிர்வீச்சு- அயனியாக்கும் கதிர்வீச்சு வகை - கதிரியக்கச் சிதைவு மற்றும் அணுக்கரு வினைகளின் போது வெளிப்படும் நேர்மறை சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் (ஆல்ஃபா துகள்கள்) ஒரு ஸ்ட்ரீம். ஆல்பா கதிர்வீச்சின் ஊடுருவல் சக்தி குறைவாக உள்ளது (ஒரு தாளால் தாமதமானது). ஆல்பா கதிர்வீச்சு மூலங்கள் உணவு, காற்று அல்லது தோல் புண்கள் மூலம் உடலில் நுழைவது மிகவும் ஆபத்தானது.

ஆல்பா சிதைவு(அல்லது α- சிதைவு) - அணுக்கருக்களால் ஆல்பா துகள்களின் (ஹீலியம் அணுவின் கருக்கள்) தன்னிச்சையான உமிழ்வு

ஆல்பா துகள்- இரண்டு புரோட்டான்கள் மற்றும் இரண்டு நியூட்ரான்கள் கொண்ட ஒரு துகள். ஹீலியம் அணுவின் உட்கருவைப் போன்றது.

அழித்தல்- ஒரு அடிப்படை துகள் மற்றும் எதிர் துகள் ஆகியவற்றின் தொடர்பு, இதன் விளைவாக அவை மறைந்துவிடும், மேலும் அவற்றின் ஆற்றல் மின்காந்த கதிர்வீச்சாக மாற்றப்படுகிறது.

அனிஹிலேஷன் என்பது ஒரு துகள் மற்றும் எதிர் துகள் மற்ற துகள்களாக மோதும்போது ஏற்படும் மாற்றத்தின் எதிர்வினையாகும்.

எதிர் துகள் என்பது அதன் "இரட்டை" துகள் போன்ற நிறை, சுழல், மின்னேற்றம் மற்றும் பிற இயற்பியல் பண்புகளின் அதே மதிப்புகளைக் கொண்ட ஒரு துகள் ஆகும், ஆனால் சில தொடர்பு பண்புகளின் அறிகுறிகளில் (உதாரணமாக, மின் கட்டணத்தின் அடையாளத்தில்) வேறுபடுகிறது. )

எதிர்த் துகள்கள் சாதாரண அடிப்படைத் துகள்களின் இரட்டைக் குழந்தைகளாகும், இவை மின் கட்டணத்தின் அடையாளம் மற்றும் வேறு சில குணாதிசயங்களின் அறிகுறிகளால் பிந்தையவற்றிலிருந்து வேறுபடுகின்றன. துகள்கள் மற்றும் எதிர் துகள்கள் ஒரே நிறை, சுழல்கள் மற்றும் வாழ்நாள்களைக் கொண்டுள்ளன.

ஏசி- அணுமின் நிலையம் - ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட அணுசக்தி உலைகளைப் பயன்படுத்தி மின் அல்லது வெப்ப ஆற்றலை உற்பத்தி செய்வதற்கான ஒரு தொழில்துறை நிறுவனம் மற்றும் தேவையான பணியாளர்களைக் கொண்ட தேவையான அமைப்புகள், சாதனங்கள், உபகரணங்கள் மற்றும் கட்டமைப்புகள்,

அணு- ஒரு வேதியியல் தனிமத்தின் மிகச்சிறிய துகள் அதன் பண்புகளைத் தக்க வைத்துக் கொள்கிறது. புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் கருவைச் சுற்றி நகரும் ஒரு கருவைக் கொண்டுள்ளது. ஒரு அணுவில் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமம்.

அணு நிறைஒரு வேதியியல் தனிமத்தின் அணுவின் நிறை, அணு நிறை அலகுகளில் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது (அம்யூ.). 1 அமுவுக்கு 12 அணு நிறை கொண்ட கார்பன் ஐசோடோப்பின் நிறை 1/12 ஏற்றுக்கொள்ளப்படுகிறது 1amu = 1.6605655 10-27 கிலோ. அணு நிறை என்பது கொடுக்கப்பட்ட அணுவில் உள்ள அனைத்து புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் நிறைகளின் கூட்டுத்தொகை ஆகும்.

அணுக்கரு- அணுவின் நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட மையப் பகுதி, அதைச் சுற்றி எலக்ட்ரான்கள் சுழலும் மற்றும் அணுவின் முழு வெகுஜனமும் குவிந்துள்ளது. புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் கொண்டது. அணுக்கரு கட்டணம் கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் மொத்த மின்னூட்டத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது மற்றும் தனிமங்களின் கால அமைப்பில் உள்ள வேதியியல் தனிமத்தின் அணு எண்ணுடன் ஒத்துள்ளது.

பேரியன்கள்- அவற்றின் குவாண்டம் எண்களைத் தீர்மானிக்கும் மூன்று குவார்க்குகளைக் கொண்ட துகள்கள். புரோட்டானைத் தவிர அனைத்து பேரியன்களும் நிலையற்றவை.

சேமிப்பு குளம்- கதிரியக்கத்தன்மை மற்றும் சிதைவு வெப்பத்தை குறைப்பதற்காக ஒரு அடுக்கு நீரின் கீழ் செலவழிக்கப்பட்ட அணு எரிபொருளை தற்காலிகமாக சேமிப்பதற்காக அணுமின் நிலையத்தின் உலை தளத்தில் அமைந்துள்ள ஒரு நிறுவல்.

பெக்கரல்(Bq) என்பது ஒரு கதிரியக்கப் பொருளின் செயல்பாட்டின் SI அலகு ஆகும். 1 Bq என்பது அத்தகைய கதிரியக்க பொருளின் செயல்பாட்டிற்கு சமம், இதில் ஒரு செயலிழப்பு 1 வினாடியில் நிகழ்கிறது.
β γ-கதிர்கள்வேகமான எலக்ட்ரான்களின் ஓட்டம்.
α-கதிர்கள்ஹீலியம் கருக்களின் ஓட்டம் ஆகும்.
γ கதிர்கள்- மிகக் குறுகிய அலைநீளம் (L ~ 10 -10 மீ) கொண்ட மின்காந்த அலைகள்.

பீட்டா கதிர்வீச்சு- அயனியாக்கும் கதிர்வீச்சு வகை - அணுக்கரு வினைகள் அல்லது கதிரியக்கச் சிதைவின் போது வெளிப்படும் எலக்ட்ரான்கள் அல்லது பாசிட்ரான்களின் ஸ்ட்ரீம். பீட்டா கதிர்வீச்சு உடலின் திசுக்களில் 1 செ.மீ ஆழம் வரை ஊடுருவிச் செல்லக்கூடியது.இது வெளி மற்றும் உள் வெளிப்பாட்டின் அடிப்படையில் மனிதர்களுக்கு ஆபத்தை ஏற்படுத்துகிறது.

பீட்டா துகள்கள்- அணுக்கருக்களால் உமிழப்படும் எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் பாசிட்ரான்கள், அத்துடன் பீட்டா சிதைவின் போது ஒரு இலவச நியூட்ரான். ஒரு அணுக்கருவின் மின்னணு பீட்டா சிதைவின் போது, ​​ஒரு எலக்ட்ரான் இ - (அத்துடன் ஒரு ஆன்டிநியூட்ரினோ) உமிழப்படும், கருக்களின் பாசிட்ரான் சிதைவின் போது - ஒரு பாசிட்ரான் e + (மற்றும் ஒரு நியூட்ரினோ ν). ஒரு இலவச நியூட்ரான் (n) சிதைவடையும் போது, ​​ஒரு புரோட்டான் (p) உருவாகிறது, ஒரு எலக்ட்ரான் மற்றும் ஒரு ஆன்டிநியூட்ரினோ: n → p + e - +.
எலக்ட்ரான் மற்றும் பாசிட்ரான்- ஸ்பின் J = 1/2 (உள் இயந்திர கோண உந்தம்) கொண்ட நிலையான துகள்கள், லெப்டான்களின் வகுப்பைச் சேர்ந்தவை. பாசிட்ரான் என்பது எலக்ட்ரானைப் பொறுத்தவரை எதிர் துகள் ஆகும்.

உயிரியல் பாதுகாப்பு- பணியாளர்கள், பொதுமக்கள் மற்றும் சுற்றுச்சூழலில் நியூட்ரான் மற்றும் காமா கதிர்வீச்சின் தீங்கு விளைவிக்கும் விளைவுகளைத் தடுக்க அணு உலை மையத்தையும் அதன் குளிரூட்டும் அமைப்பையும் சுற்றி உருவாக்கப்பட்ட ஒரு கதிர்வீச்சு தடுப்பு. ஒரு அணுமின் நிலையத்தில் கான்கிரீட் முக்கிய உயிரியல் பாதுகாப்பு பொருள். உயர் சக்தி உலைகளுக்கு, கான்கிரீட் பாதுகாப்பு திரையின் தடிமன் பல மீட்டர் அடையும்.

போஸான்கள்(இந்திய இயற்பியலாளர் எஸ். போஸின் பெயரிலிருந்து) - அடிப்படைத் துகள்கள், அணுக்கருக்கள், பூஜ்ஜியம் அல்லது முழு எண் சுழல் கொண்ட அணுக்கள் (0ћ, 1ћ, 2ћ, ...).

வேகமான நியூட்ரான்கள்- நியூட்ரான்கள், அதன் இயக்க ஆற்றல் சில குறிப்பிட்ட மதிப்பை விட அதிகமாக உள்ளது. இந்த மதிப்பு பரந்த அளவில் மாறுபடும் மற்றும் பயன்பாட்டைப் பொறுத்தது (உலை இயற்பியல், பாதுகாப்பு அல்லது டோசிமெட்ரி). உலை இயற்பியலில், இந்த மதிப்பு பெரும்பாலும் 0.1 MeV ஆக தேர்ந்தெடுக்கப்படுகிறது.

மேக அறை- அடிப்படை சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் டிராக் டிடெக்டர், இதில் ஒரு துகளின் பாதை (தடம்) அதன் இயக்கத்தின் பாதையில் திரவத்தின் சிறிய துளிகளின் சங்கிலியை உருவாக்குகிறது.

காமா கதிர்வீச்சு- அயனியாக்கும் கதிர்வீச்சு வகை - கதிரியக்கச் சிதைவு மற்றும் அணுக்கரு எதிர்வினைகளின் போது வெளிப்படும் மின்காந்த கதிர்வீச்சு, ஒளியின் வேகத்தில் பரவுகிறது மற்றும் அதிக ஆற்றல் மற்றும் ஊடுருவக்கூடிய சக்தி கொண்டது. ஈயம் போன்ற கனமான கூறுகளுடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது இது திறம்பட பலவீனமடைகிறது. அணுமின் நிலையங்களின் அணு உலைகளில் காமா கதிர்வீச்சைக் குறைக்க, கான்கிரீட்டால் செய்யப்பட்ட தடிமனான சுவர் பாதுகாப்புத் திரை பயன்படுத்தப்படுகிறது.

கதிரியக்கச் சிதைவு விதி- சிதைவடையாத அணுக்களின் எண்ணிக்கை கண்டறியப்படும் விதி: N \u003d N 0 2 -t / T.

டியூட்டிரியம்- அணு நிறை 2 உடன் ஹைட்ரஜனின் "கனமான" ஐசோடோப்பு.

அயனியாக்கும் கதிர்வீச்சு கண்டறியும் கருவி- அயனியாக்கும் கதிர்வீச்சைப் பதிவு செய்வதற்கான அளவீட்டு கருவியின் உணர்திறன் உறுப்பு. கதிர்வீச்சு பொருள் வழியாக செல்லும் போது ஏற்படும் நிகழ்வுகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது அதன் செயல்.

கதிர்வீச்சு அளவு- கதிர்வீச்சு பாதுகாப்பில் - ஒரு உயிரியல் பொருள், குறிப்பாக ஒரு நபர் மீது அயனியாக்கும் கதிர்வீச்சின் தாக்கத்தின் அளவீடு. வெளிப்பாடு, உறிஞ்சப்பட்ட மற்றும் சமமான அளவுகள் உள்ளன.

அதிகப்படியான நிறை(அல்லது வெகுஜன குறைபாடு) - ஆற்றல் அலகுகளில் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது, ஒரு நடுநிலை அணுவின் வெகுஜனத்திற்கும் இந்த அணுவின் அணுக்கருவில் உள்ள நியூக்ளியோன்களின் எண்ணிக்கையின் (புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் மொத்த எண்ணிக்கை) ஒரு அணு வெகுஜன அலகுக்கு இடையே உள்ள வேறுபாடு

ஐசோடோப்புகள்- ஒரே அணு எண்ணைக் கொண்ட நியூக்லைடுகள் வெவ்வேறு அணு நிறைகளைக் கொண்டவை (உதாரணமாக, யுரேனியம்-235 மற்றும் யுரேனியம்-238).

ஐசோடோப்புகள்- அதே எண்ணிக்கையிலான புரோட்டான்கள் Z கொண்ட அணுக்கருக்கள், வெவ்வேறு எண்ணிக்கையிலான நியூட்ரான்கள் N மற்றும், அதன் விளைவாக, வேறுபட்ட நிறை எண் A = Z + N. எடுத்துக்காட்டு: கால்சியம் ஐசோடோப்புகள் Ca (Z = 20) - 38 Ca, 39 Ca, 40 Ca , 41 Ca, 42 Ca.

கதிரியக்க ஐசோடோப்புகள் கதிரியக்கச் சிதைவுக்கு உட்படும் ஐசோடோப்பு கருக்கள். பெரும்பாலான அறியப்பட்ட ஐசோடோப்புகள் கதிரியக்க (~3500) ஆகும்.

மேக அறை- அதிவேகத்தில் நகரும் நுண் துகள்களின் தடயங்களைக் கண்காணிப்பதற்கான ஒரு சாதனம் (எலக்ட்ரான்கள், புரோட்டான்கள், ஏ-துகள்கள் போன்றவை). ஆங்கில இயற்பியலாளர் வில்சன் 1912 இல் உருவாக்கப்பட்டது.

ஒரு குவார்க் என்பது வலுவான தொடர்புகளில் பங்கேற்கும் ஒரு அடிப்படை சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள் ஆகும். புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் ஒவ்வொன்றும் மூன்று குவார்க்குகளால் ஆனது.

காஸ்மிக் கதிர்வீச்சு- பின்னணி அயனியாக்கும் கதிர்வீச்சு, இது விண்வெளியில் இருந்து வரும் முதன்மை கதிர்வீச்சு மற்றும் வளிமண்டலத்துடன் முதன்மை கதிர்வீச்சின் தொடர்புகளின் விளைவாக இரண்டாம் நிலை கதிர்வீச்சு ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது.

காஸ்மிக் கதிர்கள் உயர் ஆற்றல் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அடிப்படைத் துகள்களின் (முக்கியமாக புரோட்டான்கள், ஆல்பா துகள்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள்) கோள்கள் மற்றும் விண்மீன் இடைவெளியில் பரவி, பூமியைத் தொடர்ந்து "குண்டு வீசும்" நீரோடைகளாகும்.

பெருக்கல் காரணி- ஒரு பிளவு சங்கிலி எதிர்வினையின் மிக முக்கியமான பண்பு, கொடுக்கப்பட்ட தலைமுறையின் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையின் விகிதத்தை எல்லையற்ற ஊடகத்தில் முந்தைய தலைமுறையின் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையைக் காட்டுகிறது. பெருக்கல் காரணியின் மற்றொரு வரையறை பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது - நியூட்ரான்களின் தலைமுறை மற்றும் உறிஞ்சுதல் விகிதங்களின் விகிதம்.

விமர்சன நிறை- அணுக்கருப் பிளவின் தற்சார்பு சங்கிலி எதிர்வினை ஒரு குறிப்பிட்ட வடிவமைப்பு மற்றும் மையத்தின் கலவையுடன் தொடரக்கூடிய மிகச்சிறிய எரிபொருள் நிறை (பல காரணிகளைப் பொறுத்தது, எடுத்துக்காட்டாக: எரிபொருள் கலவை, மதிப்பீட்டாளர், மைய வடிவம் போன்றவை).

கியூரி (Ci)- செயல்பாட்டின் ஆஃப்-சிஸ்டம் அலகு, ஆரம்பத்தில் ரேடியம்-226 ஐசோடோப்பின் 1 கிராம் செயல்பாடு. 1Ci=3.7 1010 Bq.

விமர்சன நிறை(t k) - அணு எரிபொருளின் மிகச்சிறிய நிறை (யுரேனியம், புளூட்டோனியம்), இதில் அணுசக்தி சங்கிலி எதிர்வினை மேற்கொள்ளப்படுகிறது.

கியூரி(கி) என்பது ஒரு கதிரியக்கப் பொருளின் செயல்பாட்டின் ஆஃப்-சிஸ்டம் அலகு ஆகும். 1 Ci \u003d 3.7 10 10 Bq.

லெப்டான்கள்(கிரேக்க லெப்டோஸிலிருந்து - ஒளி, சிறியது) - 1/2ћ சுழல் கொண்ட புள்ளி துகள்களின் குழு, வலுவான தொடர்புகளில் பங்கேற்கவில்லை. லெப்டான் அளவு (அது இருந்தால்)<10 -17 см. Лептоны считаются точечными бесструктурными частицами. Существует три пары лептонов:

• எலக்ட்ரான் (e -) மற்றும் எலக்ட்ரான் நியூட்ரினோ (ν e),
• மியூன் (μ –) மற்றும் மியூன் நியூட்ரினோ (ν μ),
• டவ் லெப்டான் (τ –) மற்றும் டவ் நியூட்ரினோ (ν τ),

மேஜிக் கருக்கள் என்பது புரோட்டான்கள் அல்லது நியூட்ரான்களின் மாய எண்கள் என்று அழைக்கப்படும் அணுக்கருக்கள் ஆகும்.

Z
என்

இந்த கருக்கள் அண்டை அணுக்களை விட அதிக பிணைப்பு ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன. அவை அதிக நியூக்ளியோன் பிரிக்கும் ஆற்றல் மற்றும் இயற்கையில் அதிகரித்த மிகுதியைக் கொண்டுள்ளன.

நிறை எண்(A) அணுக்கருவில் உள்ள நியூக்ளியோன்களின் (புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள்) மொத்த எண்ணிக்கை; அணுக்கருவின் முக்கிய பண்புகளில் ஒன்று.

டோஸ் விகிதம்- இந்த இடைவெளியில் ஒரு நேர இடைவெளியில் கதிர்வீச்சு அளவு அதிகரிப்பின் விகிதம் (உதாரணமாக: rem/s, Sv/s, mrem/h, mSv/h, µrem/h, µSv/h).

நியூட்ரான்- புரோட்டான் வெகுஜனத்திற்கு நெருக்கமான நிறை கொண்ட நடுநிலை அடிப்படை அடிக்கடி. புரோட்டான்களுடன் சேர்ந்து, நியூட்ரான்கள் அணுக்கருவை உருவாக்குகின்றன. இலவச நிலையில், அது நிலையற்றது மற்றும் ஒரு புரோட்டான் மற்றும் எலக்ட்ரானாக சிதைகிறது.

நியூக்லைடு- அணுக்கருவில் ஒரு குறிப்பிட்ட எண்ணிக்கையிலான புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களைக் கொண்ட ஒரு வகை அணு, அணு நிறை மற்றும் அணு (வரிசை) எண்ணால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது.

செறிவூட்டல் (ஐசோடோப்பு மூலம்):

2. ஐசோடோப்புகளின் கலவையில் ஒரு குறிப்பிட்ட ஐசோடோப்பின் உள்ளடக்கத்தை அதிகரிக்கும் செயல்முறை.

யுரேனியம் தாது செறிவூட்டல்- தாதுவை உருவாக்கும் மற்ற தாதுக்களிலிருந்து யுரேனியத்தைப் பிரிக்கும் நோக்கத்துடன் கனிம யுரேனியம் கொண்ட மூலப்பொருட்களின் முதன்மை செயலாக்கத்திற்கான செயல்முறைகளின் தொகுப்பு. இந்த வழக்கில், தாதுக்களின் கலவையில் எந்த மாற்றமும் இல்லை, ஆனால் தாது செறிவு உற்பத்தியுடன் அவற்றின் இயந்திரப் பிரிப்பு மட்டுமே.

செறிவூட்டப்பட்ட அணு எரிபொருள்- அணு எரிபொருள், இதில் ஃபிசைல் நியூக்லைடுகளின் உள்ளடக்கம் ஆரம்ப இயற்கை மூலப்பொருளை விட அதிகமாக உள்ளது.

செறிவூட்டப்பட்ட யுரேனியம்- யுரேனியம், இதில் யுரேனியம்-235 ஐசோடோப்பின் உள்ளடக்கம் இயற்கை யுரேனியத்தை விட அதிகமாக உள்ளது.

அரை ஆயுள்(டி) என்பது கருக்களின் ஆரம்ப எண்ணிக்கையில் பாதி சிதைவடையும் நேர இடைவெளியாகும்.

அரை ஆயுள்கதிரியக்க அணுக்களில் பாதி சிதைவதற்கு எடுக்கும் நேரம். இந்த அளவு, T 1/2 என்று குறிப்பிடப்படுகிறது, கொடுக்கப்பட்ட கதிரியக்க கருவுக்கான (ஐசோடோப்பு) மாறிலி ஆகும். T 1/2 இன் மதிப்பு கதிரியக்க கருக்களின் சிதைவு விகிதத்தை தெளிவாக வகைப்படுத்துகிறது மற்றும் இந்த விகிதத்தை வகைப்படுத்தும் மற்ற இரண்டு மாறிலிகளுக்கு சமமானதாகும்: ஒரு கதிரியக்க கருவின் சராசரி ஆயுட்காலம் τ மற்றும் ஒரு யூனிட் நேரத்திற்கு ஒரு கதிரியக்க கருவின் சிதைவின் நிகழ்தகவு λ.

உறிஞ்சப்பட்ட கதிர்வீச்சு அளவு- அயனியாக்கும் கதிர்வீச்சின் உறிஞ்சப்பட்ட ஆற்றல் E மற்றும் கதிர்வீச்சு செய்யப்பட்ட பொருளின் வெகுஜனத்திற்கு விகிதம்.

போரின் கருத்துக்கள்- அணுவின் குவாண்டம் கோட்பாட்டின் அடிப்படையான N. Bohr மூலம் ஆதாரம் இல்லாமல் அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட முக்கிய அனுமானங்கள்.

இடப்பெயர்ச்சி விதி:ஒரு சிதைவின் போது, ​​கரு அதன் நேர்மறை மின்னூட்டம் 2e ஐ இழக்கிறது, மேலும் அதன் நிறை தோராயமாக 4 a.m.u. வரை குறைகிறது; பி-சிதைவில், கருவின் கட்டணம் 1e ஆல் அதிகரிக்கிறது, மேலும் நிறை மாறாது.

ரேடியோநியூக்லைட்டின் அரை ஆயுள்தன்னிச்சையான சிதைவின் விளைவாக கொடுக்கப்பட்ட ரேடியோநியூக்லைட்டின் கருக்களின் எண்ணிக்கை பாதியாகக் குறையும் நேரமாகும்.

பாசிட்ரான்- எலக்ட்ரானின் வெகுஜனத்திற்கு சமமான நிறை கொண்ட எலக்ட்ரானின் எதிர் துகள், ஆனால் நேர்மறை மின் கட்டணம்.

புரோட்டான்- 1.61 10-19 C மற்றும் 1.66 10-27 கிலோ நிறை கொண்ட ஒரு நிலையான நேர்மறை சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அடிப்படைத் துகள். புரோட்டான் ஹைட்ரஜன் அணுவின் (புரோடியம்) "ஒளி" ஐசோடோப்பின் கருவை உருவாக்குகிறது. எந்த தனிமத்தின் உட்கருவில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை அணுக்கருவின் மின்னூட்டத்தையும் அந்த தனிமத்தின் அணு எண்ணையும் தீர்மானிக்கிறது.

கதிரியக்கம்- ஒரு நிலையற்ற நியூக்ளைடை மற்றொரு நியூக்ளைடாக தன்னிச்சையாக மாற்றுதல் (கதிரியக்கச் சிதைவு), அயனியாக்கும் கதிர்வீச்சின் உமிழ்வுடன்.

கதிரியக்கம்- பல்வேறு துகள்களை வெளியிடும் போது சில அணுக்கருக்கள் தன்னிச்சையாக மற்ற அணுக்களாக மாற்றும் திறன்.

கதிரியக்கச் சிதைவு- தன்னிச்சையான அணுசக்தி மாற்றம்.

ப்ரீடர் ரியாக்டர்- ஒரு வேகமான உலை, இதில் மாற்று காரணி 1 ஐ விட அதிகமாக உள்ளது மற்றும் அணு எரிபொருளின் விரிவாக்கப்பட்ட இனப்பெருக்கம் மேற்கொள்ளப்படுகிறது.

கீகர் கவுண்டர்(அல்லது கீகர்-முல்லர் கவுண்டர்) - சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அடிப்படைத் துகள்களின் வாயு நிரப்பப்பட்ட கவுண்டர், கவுண்டரின் வாயு அளவின் இரண்டாம் நிலை அயனியாக்கம் காரணமாக மின் சமிக்ஞை பெருக்கப்படுகிறது மற்றும் இதில் உள்ள துகள் விட்டுச்செல்லும் ஆற்றலைச் சார்ந்தது அல்ல. தொகுதி.

TVEL- வெப்பத்தை உருவாக்கும் உறுப்பு. ஒரு பன்முக உலையின் செயலில் உள்ள மண்டலத்தின் முக்கிய கட்டமைப்பு உறுப்பு, அதில் எரிபொருள் ஏற்றப்படும் வடிவத்தில். எரிபொருள் தண்டுகளில், கனரக அணுக்கருக்கள் U-235, Pu-239 அல்லது U-233 ஆகியவற்றின் பிளவு ஏற்படுகிறது, அது ஆற்றலின் வெளியீட்டோடு சேர்ந்து, வெப்ப ஆற்றல் அவற்றிலிருந்து குளிரூட்டிக்கு மாற்றப்படுகிறது. எரிபொருள் தண்டுகள் ஒரு எரிபொருள் கோர், ஒரு உறைப்பூச்சு மற்றும் இறுதி துண்டுகள் ஆகியவற்றைக் கொண்டிருக்கும். எரிபொருள் உறுப்பு வகை உலை வகை மற்றும் நோக்கம், குளிரூட்டும் அளவுருக்கள் மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. எரிபொருள் உறுப்பு எரிபொருளிலிருந்து குளிரூட்டிக்கு நம்பகமான வெப்பத்தை அகற்றுவதை உறுதி செய்ய வேண்டும்.

வேலை செய்யும் உடல்- நடுத்தர (வெப்ப கேரியர்) வெப்ப ஆற்றலை இயந்திர ஆற்றலாக மாற்ற பயன்படுகிறது.

இருண்ட விஷயம்- கண்ணுக்கு தெரியாத (கதிர்வீச்சு மற்றும் உறிஞ்சாத) பொருள். அதன் இருப்பு நிச்சயமாக ஈர்ப்பு விளைவுகளால் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த இருண்ட பொருள்-ஆற்றல் இரண்டு பகுதிகளாகப் பிரிக்கப்பட்டுள்ளது என்பதையும் அவதானிப்புத் தகவல்கள் குறிப்பிடுகின்றன:

• முதலாவது அடர்த்தியுடன் கூடிய இருண்ட பொருள் என்று அழைக்கப்படுகிறது
  W dm = 0.20–0.25, தெரியாதது, பலவீனமாக ஊடாடும் பாரிய துகள்கள் (பேரியன்கள் அல்ல). இவை, எடுத்துக்காட்டாக, 10 GeV/c2 முதல் 10 TeV/c2 வரையிலான நிறைகளைக் கொண்ட நிலையான நடுநிலைத் துகள்களாக இருக்கலாம், அவை அனுமான கனமான நியூட்ரினோக்கள் உட்பட சூப்பர் சமச்சீர் மாதிரிகளால் கணிக்கப்படுகின்றன;

இரண்டாவது அடர்த்தி கொண்ட இருண்ட ஆற்றல் என்று அழைக்கப்படுகிறது
W Λ = 0.70–0.75), இது வெற்றிடமாக விளங்குகிறது. இது பொருளின் சிறப்பு வடிவத்தைக் குறிக்கிறது - இயற்பியல் வெற்றிடம், அதாவது. விண்வெளியில் ஊடுருவிச் செல்லும் இயற்பியல் புலங்களின் குறைந்த ஆற்றல் நிலை.

தெர்மோநியூக்ளியர் எதிர்வினைகள்உயர் வெப்பநிலையில் நிகழும் ஒளி கருக்களின் இணைவு எதிர்வினைகள் (தொகுப்பு). இந்த எதிர்வினைகள் பொதுவாக ஆற்றல் வெளியீட்டில் தொடர்கின்றன, ஏனெனில் இணைவின் விளைவாக உருவாகும் கனமான கருவில், நியூக்ளியோன்கள் மிகவும் வலுவாக பிணைக்கப்படுகின்றன, அதாவது. ஆரம்ப இணைவு கருக்களை விட சராசரியாக அதிக பிணைப்பு ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது. நியூக்ளியோன்களின் அதிகப்படியான மொத்த பிணைப்பு ஆற்றல் பின்னர் எதிர்வினை தயாரிப்புகளின் இயக்க ஆற்றலின் வடிவத்தில் வெளியிடப்படுகிறது. "இணைவு எதிர்வினைகள்" என்ற பெயர் இந்த எதிர்வினைகள் அதிக வெப்பநிலையில் நடைபெறுகின்றன என்பதை பிரதிபலிக்கிறது ( > 10 7-10 8 K), ஏனெனில் ஒன்றிணைவதற்கு, ஒளிக்கருக்கள் அணுசக்தி ஈர்ப்பு சக்திகளின் செயல்பாட்டின் ஆரம் சமமான தூரத்திற்கு ஒருவருக்கொருவர் அணுக வேண்டும், அதாவது. தூரம் வரை ≈10 -13 செ.மீ.

டிரான்ஸ்யூரேனியம் கூறுகள்- யுரேனியத்தை விட அதிக சார்ஜ் (புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை) கொண்ட இரசாயன கூறுகள், அதாவது. Z > 92.

பிளவு சங்கிலி எதிர்வினை- கனமான அணுக்கருக்களின் பிளவின் ஒரு சுய-நிலையான எதிர்வினை, இதில் நியூட்ரான்கள் தொடர்ந்து இனப்பெருக்கம் செய்யப்பட்டு, மேலும் மேலும் புதிய கருக்களை பிரிக்கின்றன.

பிளவு சங்கிலி எதிர்வினை- கனமான அணுக்களின் கருக்களின் பிளவு வினையின் வரிசை, அவை நியூட்ரான்கள் அல்லது பிற அடிப்படை துகள்களுடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது, ​​​​இதன் விளைவாக இலகுவான கருக்கள், புதிய நியூட்ரான்கள் அல்லது பிற அடிப்படை துகள்கள் உருவாகின்றன மற்றும் அணு ஆற்றல் வெளியிடப்படுகிறது.

அணு சங்கிலி எதிர்வினை- எதிர்வினையின் ஒவ்வொரு செயலிலும் பிறக்கும் துகள்களால் (உதாரணமாக, நியூட்ரான்கள்) தூண்டப்பட்ட அணுக்கரு எதிர்வினைகளின் வரிசை. முந்தைய ஒன்றைத் தொடர்ந்து வரும் எதிர்வினைகளின் சராசரி எண்ணிக்கையைப் பொறுத்து - ஒன்றுக்குக் குறைவாக, சமமாக அல்லது அதிகமாக - வினையானது தணிந்த, தன்னிச்சையான அல்லது வளரும்.

சங்கிலி அணுக்கரு எதிர்வினைகள்- தன்னிச்சையான அணுக்கரு எதிர்வினைகள், இதில் அணுக்கருக்களின் சங்கிலி தொடர்ச்சியாக ஈடுபட்டுள்ளது. அணுக்கரு வினையின் தயாரிப்புகளில் ஒன்று மற்றொரு அணுக்கருவுடன் வினைபுரியும் போது இது நிகழ்கிறது, இரண்டாவது எதிர்வினையின் தயாரிப்பு அடுத்த அணுக்கருவுடன் வினைபுரிகிறது, மற்றும் பல. தொடர்ச்சியான அணுக்கரு எதிர்வினைகளின் சங்கிலி ஏற்படுகிறது. அத்தகைய எதிர்வினைக்கு மிகவும் பிரபலமான உதாரணம் நியூட்ரானால் ஏற்படும் அணுக்கரு பிளவு எதிர்வினை ஆகும்

வெளிப்புற வெப்ப எதிர்வினைகள்- ஆற்றல் வெளியீட்டில் தொடரும் அணுசக்தி எதிர்வினைகள்.

அடிப்படைத் துகள்கள்- இயற்பியல் பொருளின் மிகச்சிறிய துகள்கள். அடிப்படைத் துகள்கள் பற்றிய கருத்துக்கள் நவீன அறிவியலால் அடையப்பட்ட பொருளின் கட்டமைப்பைப் பற்றிய அறிவில் அந்தக் கட்டத்தை பிரதிபலிக்கின்றன. எதிர் துகள்களுடன் சேர்ந்து, சுமார் 300 அடிப்படை துகள்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளன. பல அடிப்படைத் துகள்கள் சிக்கலான உள் அமைப்பைக் கொண்டிருப்பதால், "எலிமெண்டரி துகள்கள்" என்ற சொல் தன்னிச்சையானது.

அடிப்படைத் துகள்கள்- கூறு பாகங்களாக பிரிக்க முடியாத பொருள் பொருள்கள். இந்த வரையறைக்கு இணங்க, அடிப்படை துகள்கள் மூலக்கூறுகள், அணுக்கள் மற்றும் அணுக்கருக்களை உள்ளடக்கிய பகுதிகளாகப் பிரிக்க முடியாது - ஒரு அணு ஒரு கருவாகவும் சுற்றுப்பாதை எலக்ட்ரான்களாகவும், ஒரு கருவாகவும் - நியூக்ளியோன்களாகவும் பிரிக்கப்பட்டுள்ளது.

அணுசக்தி எதிர்வினையின் ஆற்றல் விளைச்சல்- எதிர்வினைக்கு முன்னும் பின்னும் கருக்கள் மற்றும் துகள்களின் மீதமுள்ள ஆற்றல்களுக்கு இடையிலான வேறுபாடு.

எண்டோடெர்மிக் எதிர்வினைகள்- ஆற்றல் உறிஞ்சுதலுடன் தொடரும் அணுசக்தி எதிர்வினைகள்.

அணுக்கருவின் பிணைப்பு ஆற்றல்(E St) - நியூக்ளியஸில் உள்ள நியூக்ளியோன்களின் தொடர்புகளின் தீவிரத்தை வகைப்படுத்துகிறது மற்றும் அணுக்கருவுக்கு இயக்க ஆற்றலை வழங்காமல் தனித்தனி ஊடாடாத நியூக்ளியோன்களாகப் பிரிக்க செலவழிக்க வேண்டிய அதிகபட்ச ஆற்றலுக்கு சமம்.

Mössba விளைவு யூரா - வேகம் திரும்புவதற்கான ஆற்றல் இழப்பு இல்லாமல் அணுக்கருக்களால் காமா குவாண்டாவை எதிரொலிக்கும் உறிஞ்சுதல் நிகழ்வு.

அணுவின் அணு (கோள்) மாதிரி- மையத்தில் நேர்மறை சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கரு உள்ளது (விட்டம் சுமார் 10 -15 மீ); கருவைச் சுற்றி, சூரிய குடும்பத்தின் கோள்களைப் போல, எலக்ட்ரான்கள் வட்ட சுற்றுப்பாதையில் நகரும்.

அணு மாதிரிகள்- அணுக்கருவின் எளிமைப்படுத்தப்பட்ட கோட்பாட்டு விளக்கங்கள், அணுக்கருவை முன்னரே தீர்மானிக்கப்பட்ட சிறப்பியல்பு பண்புகளைக் கொண்ட ஒரு பொருளாகக் காட்டுவதன் அடிப்படையில்.

அணு பிளவு எதிர்வினை- நியூட்ரான்களின் செயல்பாட்டின் கீழ் கனமான தனிமங்களின் அணுக்கருக்களின் பிளவு எதிர்வினை.

அணு எதிர்வினை- ஒன்றுக்கொன்று அல்லது எந்த அடிப்படை துகள்களுடனும் தொடர்பு கொள்வதன் விளைவாக அணுக்கருக்களின் மாற்றத்தின் எதிர்வினை.

அணு சக்திஅணுக்கருக்களின் உள் மறுசீரமைப்பின் விளைவாக வெளியாகும் ஆற்றலாகும். அணுசக்தி எதிர்வினைகள் அல்லது அணுக்கருக்களின் கதிரியக்கச் சிதைவுகளில் அணுசக்தியைப் பெறலாம். அணு ஆற்றலின் முக்கிய ஆதாரங்கள் கனரக அணுக்களின் பிளவு எதிர்வினைகள் மற்றும் ஒளிக்கருக்களின் தொகுப்பு (கலவை) ஆகும். பிந்தைய செயல்முறை தெர்மோநியூக்ளியர் எதிர்வினைகள் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

அணு சக்திகள்- அணுக்கருக்களில் உள்ள நியூக்ளியோன்களுக்கு இடையே செயல்படும் சக்திகள் மற்றும் அணுக்கருக்களின் கட்டமைப்பு மற்றும் பண்புகளை நிர்ணயித்தல். அவை குறுகிய தூரம், அவற்றின் வரம்பு 10-15 மீ.

அணு உலை- அணுக்கரு பிளவின் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சங்கிலி எதிர்வினை மேற்கொள்ளப்படும் ஒரு சாதனம்.

ஒரு தன்னிறைவு பிளவு சங்கிலி எதிர்வினை என்பது ஒரு ஊடகத்தில் ஒரு சங்கிலி எதிர்வினை ஆகும், அதற்கான பெருக்கல் காரணி k >= 1 ஆகும்.

அணு விபத்து- அணு விபத்து என்பது ஒரு அணு உலையில் சங்கிலி எதிர்வினையின் கட்டுப்பாட்டை இழப்பது அல்லது எரிபொருள் கம்பிகளை மீண்டும் ஏற்றுதல், போக்குவரத்து மற்றும் சேமிப்பின் போது ஒரு முக்கியமான வெகுஜனத்தை உருவாக்குவது. அணு விபத்தின் விளைவாக, கதிரியக்க பிளவு பொருட்கள் வெளியில் வெளியிடப்படுவதால், உருவாக்கப்பட்ட மற்றும் அகற்றப்பட்ட வெப்பத்தின் ஏற்றத்தாழ்வு காரணமாக எரிபொருள் கம்பிகள் சேதமடைகின்றன. இந்த வழக்கில், மக்களை ஆபத்தான வெளிப்பாடு மற்றும் சுற்றியுள்ள பகுதியின் மாசுபாடு சாத்தியமாகும். .

அணு பாதுகாப்பு- சாதாரண செயல்பாட்டின் போது அணுசக்தி நிறுவலின் பண்புகளை வகைப்படுத்தும் ஒரு பொதுவான சொல் மற்றும் விபத்து ஏற்பட்டால், பணியாளர்கள், பொதுமக்கள் மற்றும் சுற்றுச்சூழலின் கதிர்வீச்சு தாக்கத்தை ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய வரம்புகளுக்கு கட்டுப்படுத்துகிறது.

அணு பிளவு- ஒரு நியூட்ரான் அல்லது பிற அடிப்படை துகள்களுடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது ஒரு கனமான அணுவின் கருவின் பிளவுடன் கூடிய ஒரு செயல்முறை, இதன் விளைவாக இலகுவான கருக்கள், புதிய நியூட்ரான்கள் அல்லது பிற அடிப்படை துகள்கள் உருவாகின்றன மற்றும் ஆற்றல் வெளியிடப்படுகிறது.

அணு பொருள்- எந்த மூலப் பொருள், சிறப்பு அணு பொருள் மற்றும் சில நேரங்களில் தாதுக்கள் மற்றும் தாது கழிவுகள்.

அணு மாற்றம்- ஒரு நியூக்லைடை மற்றொன்றாக மாற்றுதல்.

அணு உலை- கட்டுப்படுத்தப்பட்ட அணு சங்கிலி எதிர்வினை மேற்கொள்ளப்படும் ஒரு சாதனம். அணு உலைகள் நோக்கம், நியூட்ரான் ஆற்றல், குளிரூட்டி மற்றும் மதிப்பீட்டாளர் வகை, மைய அமைப்பு, வடிவமைப்பு மற்றும் பிற சிறப்பியல்பு அம்சங்களின்படி வகைப்படுத்தப்படுகின்றன.

அணு எதிர்வினை- அணுக்கருக்களின் மாற்றம், அவை அடிப்படைத் துகள்கள் அல்லது ஒன்றோடொன்று தொடர்புகொள்வதால் ஏற்படுகிறது, மேலும் கருக்களின் நிறை, மின்சுமை அல்லது ஆற்றல் நிலையில் ஏற்படும் மாற்றத்துடன்.

அணு எரிபொருள்- அணு உலையில் வைக்கப்படும் போது, ​​அணுக்கரு சங்கிலி எதிர்வினை நடைபெற அனுமதிக்கும் பிசைல் நியூக்லைடுகளைக் கொண்ட பொருள். இது மிக அதிக ஆற்றல் செறிவைக் கொண்டுள்ளது (1 கிலோ U-235 இன் முழுமையான பிளவுடன், J க்கு சமமான ஆற்றல் வெளியிடப்படுகிறது, அதே நேரத்தில் 1 கிலோ கரிம எரிபொருளின் எரிப்பு (3-5) J வரிசையின் ஆற்றலை வெளியிடுகிறது. எரிபொருள் வகை மீது).

அணு எரிபொருள் சுழற்சி- யுரேனியம் சுரங்கங்கள், யுரேனியம் தாது பதப்படுத்தும் ஆலைகள், யுரேனியம் மாற்றம், எரிபொருள் செறிவூட்டல் மற்றும் புனையமைப்பு, அணு உலைகள், செலவழித்த எரிபொருள் சேமிப்பு உள்ளிட்ட அணு உலைகளின் இயக்கத்தை உறுதி செய்வதற்கான நடவடிக்கைகளின் தொகுப்பு. கதிரியக்கக் கழிவுகளை அகற்றுவதற்கான வசதிகள், செலவழிக்கப்பட்ட எரிபொருள் மறு செயலாக்க ஆலைகள் எரிபொருள்கள் மற்றும் தொடர்புடைய இடைநிலை சேமிப்பு மற்றும் சேமிப்பு வசதிகள்

அணுமின் நிலையம்- அணுசக்தி பாதுகாப்பு சிக்கல்கள் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ளப்பட வேண்டிய அளவுகளில் கதிரியக்க அல்லது பிளவுபடும் பொருட்களை உருவாக்கும், செயலாக்கும் அல்லது கையாளும் எந்த வசதியும்.

அணு சக்தி- அணுக்கரு பிளவு அல்லது அணுக்கரு எதிர்வினைகளின் போது வெளியிடப்படும் அணுக்கருக்களின் உள் ஆற்றல்.

அணு மின் உலை- ஒரு அணு உலை, இதன் முக்கிய நோக்கம் ஆற்றலை உருவாக்குவதாகும்.

அணு உலை- ஒரு அணு உலை என்பது கட்டுப்படுத்தப்பட்ட தன்னிச்சையான பிளவு சங்கிலி எதிர்வினையை ஒழுங்கமைக்க வடிவமைக்கப்பட்ட ஒரு சாதனம் - அணுக்கரு பிளவு எதிர்வினைகளின் வரிசை, இதில் இலவச நியூட்ரான்கள் வெளியிடப்படுகின்றன, அவை புதிய அணுக்களின் பிளவுக்குத் தேவையானவை.

வேகமான நியூட்ரான் அணு உலை- உலைகள் நியூட்ரான் நிறமாலையில் கணிசமாக வேறுபடுகின்றன - ஆற்றல் மூலம் நியூட்ரான்களின் விநியோகம், மற்றும், அதன் விளைவாக, உறிஞ்சப்பட்ட (அணு பிளவை ஏற்படுத்தும்) நியூட்ரான்களின் நிறமாலையில். மீள் சிதறலின் விளைவாக வேகத்தைக் குறைப்பதற்காக பிரத்யேகமாக வடிவமைக்கப்பட்ட ஒளிக் கருக்கள் மையத்தில் இல்லை என்றால், நடைமுறையில் அனைத்து வேகமும் கனமான மற்றும் நடுத்தர எடையுள்ள கருக்களால் நியூட்ரான்களின் நெகிழ்ச்சியற்ற சிதறல் காரணமாகும். இந்த வழக்கில், பெரும்பாலான பிளவுகள் நியூட்ரான்களால் பத்துகள் மற்றும் நூற்றுக்கணக்கான keV வரிசையின் ஆற்றல் கொண்டவை. இத்தகைய உலைகள் வேகமான நியூட்ரான் உலைகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

வெப்ப நியூட்ரான்களில் அணு உலை- ஒரு உலை, அதன் மையத்தில் அத்தகைய அளவு மதிப்பீட்டாளர் உள்ளது - கவனிக்கத்தக்க உறிஞ்சுதல் இல்லாமல் நியூட்ரான்களின் ஆற்றலைக் குறைக்க வடிவமைக்கப்பட்ட ஒரு பொருள், பெரும்பாலான பிளவுகள் 1 eV க்கும் குறைவான ஆற்றல் கொண்ட நியூட்ரான்களால் ஏற்படுகின்றன.

அணு சக்திகள்- கருவில் நியூக்ளியோன்களை (புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள்) வைத்திருக்கும் சக்திகள்.

அணு சக்திகள் ஆகும் குறுகிய தூரம் . அவை 10 -15 மீ வரிசையின் உட்கருவில் உள்ள நியூக்ளியோன்களுக்கு இடையே மிகச் சிறிய தூரத்தில் மட்டுமே தோன்றும்.நீளம் (1.5 - 2.2) 10 -15 என அழைக்கப்படுகிறது. அணு சக்திகளின் வரம்பு .

அணு சக்திகள் கண்டுபிடிக்கின்றன சார்ஜ் சுதந்திரம் , அதாவது, இரண்டு நியூக்ளியோன்களுக்கு இடையே உள்ள ஈர்ப்பு, நியூக்ளியோன்களின் சார்ஜ் நிலையைப் பொருட்படுத்தாமல் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும் - புரோட்டான் அல்லது நியூட்ரான்.

அணு சக்திகள் உள்ளன செறிவூட்டல் சொத்து , அணுக்கருவில் உள்ள நியூக்ளியோன் அதற்கு அருகில் உள்ள குறைந்த எண்ணிக்கையிலான அண்டை நியூக்ளியோன்களுடன் மட்டுமே தொடர்பு கொள்கிறது என்பதில் வெளிப்படுகிறது. அணுசக்திகளின் முழுமையான செறிவு α-துகள்களில் அடையப்படுகிறது, இது மிகவும் நிலையான உருவாக்கம் ஆகும்.

அணு சக்திகள் ஊடாடும் நியூக்ளியோன்களின் சுழல்களின் நோக்குநிலையைச் சார்ந்தது . ஆர்த்தோ மற்றும் நீராவி-ஹைட்ரஜன் மூலக்கூறுகளால் நியூட்ரான் சிதறலின் வேறுபட்ட தன்மையால் இது உறுதிப்படுத்தப்படுகிறது.

அணு சக்திகள் மையமாக இல்லை .

பொருளின் கட்டமைப்பைப் படிப்பதன் மூலம், இயற்பியலாளர்கள் எந்த அணுக்களால் ஆனது என்பதைக் கற்றுக்கொண்டனர், அணுக்கருவைப் பெற்று அதை புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களாகப் பிரித்தனர். இந்த படிகள் அனைத்தும் மிக எளிதாக கொடுக்கப்பட்டன - தேவையான ஆற்றலுக்கு துகள்களை சிதறடிப்பது, ஒருவருக்கொருவர் எதிராக தள்ளுவது மட்டுமே அவசியம், பின்னர் அவை அவற்றின் கூறு பாகங்களாக விழுந்தன.

ஆனால் புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களில், இந்த தந்திரம் வேலை செய்யவில்லை. அவை கூட்டுத் துகள்கள் என்றாலும், எந்த ஒரு வன்முறை மோதலிலும் கூட அவற்றை "உடைக்க" முடியாது. எனவே, இயற்பியலாளர்கள் புரோட்டானுக்குள் பார்க்கவும், அதன் அமைப்பு மற்றும் வடிவத்தைப் பார்க்கவும் வெவ்வேறு வழிகளைக் கொண்டு வர பல தசாப்தங்கள் ஆனது. இன்று, புரோட்டானின் கட்டமைப்பைப் பற்றிய ஆய்வு, அடிப்படை துகள் இயற்பியலின் மிகவும் செயலில் உள்ள பகுதிகளில் ஒன்றாகும்.

இயற்கை குறிப்புகள் கொடுக்கிறது

புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் கட்டமைப்பைப் படிக்கும் வரலாறு 1930 களில் இருந்து தொடங்குகிறது. புரோட்டான்களுக்கு மேலதிகமாக, நியூட்ரான்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டபோது (1932), அவற்றின் வெகுஜனத்தை அளவிடுவதன் மூலம், இயற்பியலாளர்கள் ஒரு புரோட்டானின் வெகுஜனத்திற்கு மிக அருகில் இருப்பதைக் கண்டு ஆச்சரியப்பட்டனர். மேலும், புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் அணுசக்தி தொடர்புகளை அதே வழியில் "உணர்கின்றன" என்று மாறியது. அணுசக்திகளின் பார்வையில், புரோட்டானும் நியூட்ரானும் ஒரே துகளின் இரண்டு வெளிப்பாடுகளாகக் கருதப்படலாம் - நியூக்ளியோன்: புரோட்டான் மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட நியூக்ளியோன், மற்றும் நியூட்ரான் ஒரு நடுநிலை நியூக்ளியோன். நியூட்ரான்கள் மற்றும் அணுசக்திகளுக்கான புரோட்டான்களை மாற்றுவது (கிட்டத்தட்ட) எதையும் கவனிக்காது.

இயற்பியலாளர்கள் இயற்கையின் இந்த பண்புகளை சமச்சீராக வெளிப்படுத்துகிறார்கள் - நியூட்ரான்களால் புரோட்டான்களை மாற்றுவதைப் பொறுத்தவரை அணுக்கரு தொடர்பு சமச்சீரானது, ஒரு பட்டாம்பூச்சியானது இடமிருந்து வலமாக மாற்றுவதைப் பொறுத்து சமச்சீராக உள்ளது. இந்த சமச்சீரானது, அணுக்கரு இயற்பியலில் முக்கிய பங்கு வகிப்பதோடு, உண்மையில் நியூக்ளியோன்கள் ஒரு சுவாரஸ்யமான உள் அமைப்பைக் கொண்டிருக்கின்றன என்பதற்கான முதல் குறிப்பு ஆகும். உண்மை, 1930 களில், இயற்பியலாளர்கள் இந்த குறிப்பை உணரவில்லை.

புரிதல் பின்னர் வந்தது. 1940 கள் மற்றும் 50 களில், பல்வேறு தனிமங்களின் கருக்களுடன் புரோட்டான் மோதல்களின் எதிர்வினைகளில், விஞ்ஞானிகள் மேலும் மேலும் புதிய துகள்களைக் கண்டுபிடித்ததில் ஆச்சரியப்பட்டனர். புரோட்டான்கள் அல்ல, நியூட்ரான்கள் அல்ல, அந்த நேரத்தில் கண்டுபிடிக்கப்படாத பை-மெசான்கள், அவை நியூக்ளியோன்களை கருக்களில் வைத்திருக்கின்றன, ஆனால் சில முற்றிலும் புதிய துகள்கள். அவற்றின் அனைத்து பன்முகத்தன்மைக்கும், இந்த புதிய துகள்கள் இரண்டு பொதுவான பண்புகளைக் கொண்டிருந்தன. முதலில், அவை, நியூக்ளியோன்களைப் போலவே, அணுசக்தி தொடர்புகளில் மிகவும் விருப்பத்துடன் பங்கேற்றன - இப்போது அத்தகைய துகள்கள் ஹாட்ரான்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. இரண்டாவதாக, அவை மிகவும் நிலையற்றவை. அவற்றில் மிகவும் நிலையற்றவை, ஒரு நானோ வினாடியில் ஒரு டிரில்லியன் பங்கு நேரத்தில் மற்ற துகள்களாக சிதைந்துவிட்டன, ஒரு அணுக்கருவின் அளவு கூட பறக்க நேரம் இல்லை!

நீண்ட காலமாக, ஹாட்ரான்களின் "விலங்கியல் பூங்கா" ஒரு முழுமையான ஹாட்ஜ்போட்ஜ் ஆகும். 1950 களின் பிற்பகுதியில், இயற்பியலாளர்கள் ஏற்கனவே பல்வேறு வகையான ஹாட்ரான்களை அங்கீகரித்தனர், அவற்றை ஒருவருக்கொருவர் ஒப்பிட்டுப் பார்க்கத் தொடங்கினர், திடீரென்று அவற்றின் பண்புகளில் ஒரு குறிப்பிட்ட பொதுவான சமச்சீர்நிலையைக் கூட, கால இடைவெளியைக் கண்டனர். அனைத்து ஹாட்ரான்களிலும் (நியூக்ளியோன்கள் உட்பட) சில எளிய பொருள்கள் உள்ளன, அவை "குவார்க்குகள்" என்று அழைக்கப்படுகின்றன. வெவ்வேறு வழிகளில் குவார்க்குகளை இணைப்பதன் மூலம், வெவ்வேறு ஹாட்ரான்களைப் பெற முடியும், மேலும், அதே வகை மற்றும் சோதனையில் கண்டறியப்பட்ட அத்தகைய பண்புகளுடன்.

புரோட்டானை புரோட்டானாக மாற்றுவது எது?

இயற்பியலாளர்கள் ஹாட்ரான்களின் குவார்க் அமைப்பைக் கண்டுபிடித்து, குவார்க்குகள் பல்வேறு வகைகளில் வருகின்றன என்பதை அறிந்த பிறகு, குவார்க்குகளிலிருந்து பல்வேறு துகள்கள் உருவாக்கப்படலாம் என்பது தெளிவாகியது. எனவே அடுத்தடுத்த சோதனைகள் தொடர்ந்து புதிய ஹாட்ரான்களை ஒன்றன் பின் ஒன்றாகக் கண்டறிந்தபோது யாரும் ஆச்சரியப்படவில்லை. ஆனால் அனைத்து ஹாட்ரான்களிலும், புரோட்டானைப் போலவே, இரண்டை மட்டுமே கொண்ட ஒரு முழு குடும்ப துகள்களும் காணப்பட்டன. u- குவார்க்ஸ் மற்றும் ஒன்று ஈ-குவார்க். புரோட்டானின் ஒரு வகையான "சகோதரர்கள்". இங்கே இயற்பியலாளர்கள் ஒரு ஆச்சரியத்தில் இருந்தனர்.

முதலில் ஒரு எளிய அவதானிப்போம். ஒரே "செங்கற்கள்" கொண்ட பல பொருள்கள் நம்மிடம் இருந்தால், கனமான பொருட்களில் அதிக "செங்கற்கள்" உள்ளன, மற்றும் இலகுவானவை - குறைவாக இருக்கும். இது மிகவும் இயற்கையான கொள்கையாகும், இது கலவையின் கொள்கை அல்லது மேற்கட்டுமானத்தின் கொள்கை என்று அழைக்கப்படலாம், மேலும் இது அன்றாட வாழ்க்கையிலும் இயற்பியலிலும் முழுமையாக பூர்த்தி செய்யப்படுகிறது. இது அணுக்கருக்களின் கட்டமைப்பில் கூட வெளிப்படுகிறது - எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, கனமான கருக்கள் அதிக எண்ணிக்கையிலான புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களைக் கொண்டிருக்கும்.

இருப்பினும், குவார்க்குகளின் மட்டத்தில், இந்த கொள்கை வேலை செய்யாது, ஒப்புக்கொண்டபடி, இயற்பியலாளர்கள் ஏன் இன்னும் முழுமையாக கண்டுபிடிக்கவில்லை. புரோட்டானின் கனமான சகோதரர்களும் புரோட்டானின் அதே குவார்க்குகளைக் கொண்டுள்ளனர், இருப்பினும் அவை புரோட்டானை விட ஒன்றரை அல்லது இரண்டு மடங்கு கனமானவை. அவை புரோட்டானிலிருந்து வேறுபடுகின்றன (மற்றும் ஒருவருக்கொருவர் வேறுபடுகின்றன) இல்லை கலவை,ஆனால் பரஸ்பரம் இடம்குவார்க்குகள், இந்த குவார்க்குகள் ஒன்றோடொன்று தொடர்புடைய நிலையில் இருக்கும். குவார்க்குகளின் பரஸ்பர நிலையை மாற்ற இது போதுமானது - மேலும் புரோட்டானில் இருந்து மற்றொரு, குறிப்பிடத்தக்க கனமான துகள் கிடைக்கும்.

ஆனால் இன்னும் மூன்று குவார்க்குகளுக்கு மேல் எடுத்துச் சேகரித்தால் என்ன ஆகும்? புதிய கனமான துகள் கிடைக்குமா? ஆச்சரியப்படும் விதமாக, இது வேலை செய்யாது - குவார்க்குகள் மூன்றாக உடைந்து பல வேறுபட்ட துகள்களாக மாறும். சில காரணங்களால், பல குவார்க்குகளை ஒன்றாக இணைப்பது இயற்கைக்கு "பிடிக்காது"! மிக சமீபத்தில், உண்மையில் சமீபத்திய ஆண்டுகளில், சில மல்டிவார்க் துகள்கள் இருப்பதாக குறிப்புகள் தோன்றத் தொடங்கியுள்ளன, ஆனால் இது இயற்கைக்கு எவ்வளவு பிடிக்கவில்லை என்பதை மட்டுமே வலியுறுத்துகிறது.

இந்த காம்பினேட்டரிக்ஸில் இருந்து ஒரு மிக முக்கியமான மற்றும் ஆழமான முடிவு வருகிறது - ஹாட்ரான்களின் நிறை குவார்க்குகளின் வெகுஜனத்தைக் கொண்டிருக்கவில்லை. ஆனால் ஒரு ஹாட்ரானின் நிறை அதன் கட்டுமானத் தொகுதிகளை மீண்டும் இணைப்பதன் மூலம் அதிகரிக்கவோ அல்லது குறைக்கவோ முடிந்தால், குவார்க்குகள் ஹாட்ரான்களின் நிறைக்கு பொறுப்பேற்காது. உண்மையில், அடுத்தடுத்த சோதனைகளில், குவார்க்குகளின் நிறை புரோட்டானின் நிறையில் இரண்டு சதவீதம் மட்டுமே என்பதைக் கண்டறிய முடிந்தது, மேலும் மீதமுள்ள ஈர்ப்பு விசை புலம் (சிறப்பு துகள்கள் - குளுவான்கள்) காரணமாக எழுகிறது. குவார்க்குகளை ஒன்றாக இணைக்கவும். குவார்க்குகளின் பரஸ்பர அமைப்பை மாற்றுவதன் மூலம், எடுத்துக்காட்டாக, அவற்றை ஒருவருக்கொருவர் நகர்த்துவதன் மூலம், அதன் மூலம் குளுவான் மேகத்தை மாற்றுகிறோம், அதை இன்னும் பெரியதாக ஆக்குகிறோம், அதனால்தான் ஹாட்ரானின் நிறை அதிகரிக்கிறது (படம் 1).

வேகமாக பறக்கும் புரோட்டானுக்குள் என்ன நடக்கிறது?

மேலே விவரிக்கப்பட்ட அனைத்தும் ஒரு அசைவற்ற புரோட்டானைப் பற்றியது, இயற்பியலாளர்களின் மொழியில், இது அதன் ஓய்வு சட்டத்தில் ஒரு புரோட்டானின் அமைப்பு. இருப்பினும், சோதனையில், புரோட்டானின் அமைப்பு முதலில் மற்ற நிலைமைகளில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது - உள்ளே வேகமாக பறக்கும்புரோட்டான்.

1960 களின் பிற்பகுதியில், முடுக்கிகளில் துகள் மோதல் சோதனைகளில், ஒளிக்கு அருகாமையில் வேகத்தில் பறக்கும் புரோட்டான்கள் அவற்றின் உள்ளே உள்ள ஆற்றல் சமமாக விநியோகிக்கப்படாமல், தனித்தனி கச்சிதமான பொருட்களில் குவிந்திருப்பது போல் செயல்படுவது கவனிக்கப்பட்டது. பிரபல இயற்பியலாளர் ரிச்சர்ட் ஃபெய்ன்மேன், புரோட்டான்களுக்குள் இருக்கும் பொருளின் இந்த கொத்துக்களை அழைக்க முன்மொழிந்தார் பாகங்கள்(ஆங்கிலத்திலிருந்து பகுதி-பகுதி).

அடுத்தடுத்த சோதனைகளில், பார்ட்டான்களின் பல பண்புகள் ஆய்வு செய்யப்பட்டன-உதாரணமாக, அவற்றின் மின் கட்டணம், அவற்றின் எண்ணிக்கை மற்றும் ஒவ்வொன்றும் எடுத்துச் செல்லும் புரோட்டான் ஆற்றலின் விகிதம். சார்ஜ் செய்யப்பட்ட பார்ட்டான்கள் குவார்க்குகள் மற்றும் நடுநிலை பார்ட்டான்கள் குளுவான்கள் என்று மாறிவிடும். ஆம், ஆம், புரோட்டானின் ஓய்வு சட்டத்தில் குவார்க்குகளை "சேவை" செய்து, அவற்றை ஒன்றோடொன்று ஈர்த்து, இப்போது சுதந்திரமான பகுதிகளாகவும், குவார்க்குகளுடன் சேர்ந்து, உண்ணாவிரதத்தின் "பொருளையும்" ஆற்றலையும் எடுத்துச் செல்லும் குளுவான்கள் - பறக்கும் புரோட்டான். ஏறக்குறைய பாதி ஆற்றல் குவார்க்குகளிலும் பாதி குளுவான்களிலும் சேமித்து வைக்கப்பட்டுள்ளதாக சோதனைகள் காட்டுகின்றன.

எலக்ட்ரான்களுடன் புரோட்டான்களின் மோதலில் பார்ட்டான்கள் மிகவும் வசதியாக ஆய்வு செய்யப்படுகின்றன. உண்மை என்னவென்றால், ஒரு புரோட்டானைப் போலல்லாமல், ஒரு எலக்ட்ரான் வலுவான அணுசக்தி தொடர்புகளில் பங்கேற்காது மற்றும் ஒரு புரோட்டானுடன் அதன் மோதல் மிகவும் எளிமையானதாகத் தெரிகிறது: எலக்ட்ரான் மிகக் குறுகிய காலத்திற்கு ஒரு மெய்நிகர் ஃபோட்டானை வெளியிடுகிறது, இது ஒரு சார்ஜ் செய்யப்பட்ட பார்ட்டானில் மோதி இறுதியில் உருவாக்குகிறது. அதிக எண்ணிக்கையிலான துகள்கள் (படம் 2). எலக்ட்ரான் புரோட்டானை "திறந்து" தனித்தனி பகுதிகளாகப் பிரிக்கும் ஒரு சிறந்த ஸ்கால்பெல் என்று நாம் கூறலாம் - இருப்பினும், மிகக் குறுகிய காலத்திற்கு மட்டுமே. முடுக்கியில் இதுபோன்ற செயல்முறைகள் எவ்வளவு அடிக்கடி நிகழ்கின்றன என்பதை அறிந்தால், புரோட்டானுக்குள் இருக்கும் பார்ட்டான்களின் எண்ணிக்கையையும் அவற்றின் கட்டணங்களையும் அளவிட முடியும்.

உண்மையான பங்காளிகள் யார்?

இயற்பியலாளர்கள் அதிக ஆற்றல்களில் உள்ள அடிப்படை துகள் மோதல்களைப் படிக்கும் போது செய்த மற்றொரு அற்புதமான கண்டுபிடிப்புக்கு இங்கே வருகிறோம்.

சாதாரண நிலைமைகளின் கீழ், இந்த அல்லது அந்த பொருள் எதைக் கொண்டுள்ளது என்ற கேள்விக்கு அனைத்து குறிப்பு பிரேம்களுக்கும் உலகளாவிய பதில் உள்ளது. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு நீர் மூலக்கூறு இரண்டு ஹைட்ரஜன் அணுக்களையும் ஒரு ஆக்ஸிஜன் அணுவையும் கொண்டுள்ளது - மேலும் நாம் ஒரு நிலையான அல்லது நகரும் மூலக்கூறைப் பார்க்கிறோமா என்பது முக்கியமல்ல. இருப்பினும், இந்த விதி - இது மிகவும் இயற்கையானது என்று தோன்றுகிறது! - ஒளியின் வேகத்திற்கு நெருக்கமான வேகத்தில் நகரும் அடிப்படைத் துகள்களைப் பற்றி நாம் பேசினால் மீறப்படுகிறது. ஒரு குறிப்பு சட்டத்தில், ஒரு சிக்கலான துகள் ஒரு துணைத் துகள்களின் தொகுப்பையும், மற்றொரு குறிப்புச் சட்டத்தில் மற்றொன்றையும் கொண்டிருக்கலாம். அது மாறிவிடும் என்று கலவை என்பது ஒரு தொடர்புடைய கருத்து!

இது எப்படி முடியும்? இங்கே முக்கியமானது ஒரு முக்கியமான சொத்து: நமது உலகில் உள்ள துகள்களின் எண்ணிக்கை நிலையானது அல்ல - துகள்கள் பிறந்து மறைந்துவிடும். எடுத்துக்காட்டாக, போதுமான அளவு அதிக ஆற்றல் கொண்ட இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் ஒன்றாகத் தள்ளப்பட்டால், இந்த இரண்டு எலக்ட்ரான்களைத் தவிர, ஒரு ஃபோட்டான், அல்லது எலக்ட்ரான்-பாசிட்ரான் ஜோடி அல்லது வேறு சில துகள்கள் பிறக்கலாம். இவை அனைத்தும் குவாண்டம் சட்டங்களால் அனுமதிக்கப்படுகின்றன, மேலும் உண்மையான சோதனைகளில் இதுதான் நடக்கும்.

ஆனால் துகள்களின் இந்த "பாதுகாப்பு அல்லாத சட்டம்" செயல்படுகிறது மோதல்களில்துகள்கள். ஆனால் வெவ்வேறு கோணங்களில் ஒரே புரோட்டான் வெவ்வேறு துகள்களைக் கொண்டிருப்பது போல் இருப்பது எப்படி? உண்மை என்னவென்றால், புரோட்டான் என்பது வெறும் மூன்று குவார்க்குகள் ஒன்றாக இணைக்கப்படவில்லை. குவார்க்குகளுக்கு இடையே குளுவான் விசைப் புலம் உள்ளது. பொதுவாக, ஒரு விசைப் புலம் (எடுத்துக்காட்டாக, ஈர்ப்பு அல்லது மின்சார புலம்) என்பது ஒரு வகையான பொருள் "நிறுவனம்" ஆகும், இது விண்வெளியில் ஊடுருவி, துகள்கள் ஒருவருக்கொருவர் சக்தியைச் செலுத்த அனுமதிக்கிறது. குவாண்டம் கோட்பாட்டில், புலம் துகள்களைக் கொண்டுள்ளது, இருப்பினும் சிறப்பு வாய்ந்தவை - மெய்நிகர். இந்த துகள்களின் எண்ணிக்கை நிலையானது அல்ல, அவை தொடர்ந்து குவார்க்குகளிலிருந்து "வளர்ந்து" மற்ற குவார்க்குகளால் உறிஞ்சப்படுகின்றன.

ஓய்வெடுக்கிறதுபுரோட்டானை உண்மையில் மூன்று குவார்க்குகளாகக் கருதலாம், அவற்றுக்கு இடையே குளுவான்கள் குதிக்கின்றன. ஆனால் அதே புரோட்டானை வெவ்வேறு குறிப்பு சட்டத்தில் இருந்து பார்த்தால், "சார்பியல் ரயிலின்" ஜன்னலில் இருந்து கடந்து செல்வது போல, முற்றிலும் மாறுபட்ட படத்தைக் காண்போம். குவார்க்குகளை ஒன்றாக ஒட்டிய அந்த மெய்நிகர் குளுவான்கள் குறைவான மெய்நிகர், "அதிக உண்மையான" துகள்களாகத் தோன்றும். அவர்கள், நிச்சயமாக, இன்னும் பிறந்த மற்றும் குவார்க்குகள் மூலம் உறிஞ்சப்படுகிறது, ஆனால் அதே நேரத்தில் அவர்கள் உண்மையான துகள்கள் போல் குவார்க்குகள் அடுத்த பறக்கும், சில நேரம் தங்கள் சொந்த வாழ்கின்றனர். ஒரு ஃபிரேம் ஆஃப் ரெஃபரன்ஸில் எளிமையான ஃபோர்ஸ் ஃபீல்ட் போல் இருப்பது மற்றொரு ஃப்ரேமில் துகள்களின் நீரோட்டமாக மாறுகிறது! நாம் புரோட்டானைத் தொடவில்லை என்பதை நினைவில் கொள்க, ஆனால் அதை வேறு குறிப்பு சட்டத்திலிருந்து மட்டுமே பார்க்கவும்.

மேலும் மேலும். நமது "சார்பியல் ரயிலின்" வேகம் ஒளியின் வேகத்திற்கு நெருக்கமாக இருப்பதால், புரோட்டானுக்குள் இருக்கும் அற்புதமான படத்தை நாம் காண்போம். நாம் ஒளியின் வேகத்தை நெருங்கும்போது, ​​புரோட்டானுக்குள் அதிக குளுவான்கள் இருப்பதைக் கவனிப்போம். மேலும், அவை சில சமயங்களில் குவார்க்-ஆன்டிகார்க் ஜோடிகளாகப் பிரிகின்றன, அவை அருகருகே பறக்கின்றன, மேலும் அவை பார்டன்களாகவும் கருதப்படுகின்றன. இதன் விளைவாக, ஒரு அல்ட்ராரெலட்டிவிஸ்டிக் புரோட்டான், அதாவது, ஒளியின் வேகத்திற்கு மிக நெருக்கமான வேகத்தில் நமக்குத் தொடர்புடைய ஒரு புரோட்டான், குவார்க்குகள், பழங்காலங்கள் மற்றும் குளுவான்களின் பரஸ்பர ஊடுருவி மேகங்களாகத் தோன்றும், அவை ஒன்றாகப் பறந்து, ஒருவருக்கொருவர் ஆதரவளிக்கின்றன. (படம் 3).

சார்பியல் கோட்பாட்டை நன்கு அறிந்த வாசகர் கவலைப்படலாம். அனைத்து இயற்பியலும் எந்த செயல்முறையும் அனைத்து நிலைமக் குறிப்புச் சட்டங்களிலும் ஒரே மாதிரியாகத் தொடர்கிறது என்ற கொள்கையின் அடிப்படையில் அமைந்துள்ளது. புரோட்டானின் கலவை நாம் அதைக் கவனிக்கும் குறிப்பு சட்டத்தைப் பொறுத்தது என்பது இங்கே மாறிவிடும்?!

ஆம், அது சரி, ஆனால் அது எந்த வகையிலும் சார்பியல் கொள்கையை மீறுவதில்லை. இயற்பியல் செயல்முறைகளின் முடிவுகள் - எடுத்துக்காட்டாக, மோதலின் விளைவாக எந்த துகள்கள் மற்றும் எத்தனை பிறக்கின்றன - மாறாததாக மாறும், இருப்பினும் புரோட்டானின் கலவை குறிப்பு சட்டத்தைப் பொறுத்தது.

இந்த நிலைமை, முதல் பார்வையில் அசாதாரணமானது, ஆனால் இயற்பியலின் அனைத்து விதிகளையும் திருப்திப்படுத்துகிறது, இது படம் 4 இல் திட்டவட்டமாக விளக்கப்பட்டுள்ளது. இரண்டு உயர் ஆற்றல் புரோட்டான்களின் மோதல் வெவ்வேறு குறிப்பு சட்டங்களில் எவ்வாறு தோற்றமளிக்கிறது என்பதை இது காட்டுகிறது: ஒரு புரோட்டானின் மீதமுள்ள சட்டத்தில், வெகுஜன சட்டத்தின் மையம், மற்றொரு புரோட்டானின் ஓய்வு சட்டத்தில். புரோட்டான்களுக்கிடையேயான தொடர்பு குளுவான்களை பிளவுபடுத்தும் அடுக்கின் மூலம் மேற்கொள்ளப்படுகிறது, ஆனால் ஒரு சந்தர்ப்பத்தில் மட்டுமே இந்த அடுக்கு ஒரு புரோட்டானின் "உள்ளே" கருதப்படுகிறது, மற்றொரு வழக்கில் அது மற்றொரு புரோட்டானின் பகுதியாகும், மூன்றாவது வழக்கில் அது வெறும் இரண்டு புரோட்டான்களுக்கு இடையில் பரிமாறப்படும் ஒரு பொருள். இந்த அடுக்கு உள்ளது, அது உண்மையானது, ஆனால் செயல்முறையின் எந்தப் பகுதியைக் குறிப்பிட வேண்டும் என்பது குறிப்புச் சட்டத்தைப் பொறுத்தது.

புரோட்டானின் 3டி உருவப்படம்

நாங்கள் இப்போது விவரித்த அனைத்து முடிவுகளும் நீண்ட காலத்திற்கு முன்பு செய்யப்பட்ட சோதனைகளை அடிப்படையாகக் கொண்டவை - கடந்த நூற்றாண்டின் 60 மற்றும் 70 களில். அப்போதிருந்து, எல்லாவற்றையும் ஏற்கனவே படிக்க வேண்டும், எல்லா கேள்விகளும் அவற்றின் பதில்களைக் கண்டுபிடிக்க வேண்டும் என்று தோன்றுகிறது. ஆனால் இல்லை - புரோட்டானின் சாதனம் இன்னும் துகள் இயற்பியலில் மிகவும் சுவாரஸ்யமான தலைப்புகளில் ஒன்றாகும். மேலும், சமீபத்திய ஆண்டுகளில், அதில் ஆர்வம் மீண்டும் அதிகரித்துள்ளது, ஏனெனில் வேகமாக நகரும் புரோட்டானின் "முப்பரிமாண" உருவப்படத்தை எவ்வாறு பெறுவது என்பதை இயற்பியலாளர்கள் கண்டுபிடித்துள்ளனர், இது நிலையான புரோட்டானின் உருவப்படத்தை விட மிகவும் சிக்கலானதாக மாறியது.

கிளாசிக்கல் புரோட்டான் மோதல் சோதனைகள் பார்ட்டான்களின் எண்ணிக்கை மற்றும் அவற்றின் ஆற்றல் விநியோகம் பற்றி மட்டுமே கூறுகின்றன. இத்தகைய சோதனைகளில், பார்ட்டான்கள் சுயாதீனமான பொருள்களாகப் பங்கேற்கின்றன, அதாவது பார்ட்டான்கள் ஒருவருக்கொருவர் எவ்வாறு அமைந்துள்ளன, அவை ஒரு புரோட்டானை எவ்வாறு சரியாகச் சேர்க்கின்றன என்பதை அவர்களிடமிருந்து கற்றுக்கொள்ள முடியாது. நீண்ட காலமாக வேகமாகப் பறக்கும் புரோட்டானின் "ஒரு பரிமாண" உருவப்படம் மட்டுமே இயற்பியலாளர்களுக்குக் கிடைத்தது என்று கூறலாம்.

புரோட்டானின் உண்மையான, முப்பரிமாண, உருவப்படத்தை உருவாக்க மற்றும் விண்வெளியில் பார்ட்டான்களின் விநியோகத்தை அறிய, 40 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு முடிந்ததை விட மிகவும் நுட்பமான சோதனைகள் தேவைப்படுகின்றன. இயற்பியலாளர்கள் இதுபோன்ற சோதனைகளை மிக சமீபத்தில் செய்ய கற்றுக்கொண்டனர், அதாவது கடந்த தசாப்தத்தில். எலக்ட்ரான் ஒரு புரோட்டானுடன் மோதும்போது ஏற்படும் பல்வேறு எதிர்வினைகளில், ஒரு சிறப்பு எதிர்வினை உள்ளது என்பதை அவர்கள் உணர்ந்தனர் - ஆழமான மெய்நிகர் காம்ப்டன் சிதறல், - புரோட்டானின் முப்பரிமாண அமைப்பைப் பற்றி சொல்ல முடியும்.

பொதுவாக, காம்ப்டன் சிதறல் அல்லது காம்ப்டன் விளைவு என்பது, புரோட்டான் போன்ற சில துகள்களுடன் ஃபோட்டான் மீள் மோதலாகும். இது போல் தெரிகிறது: ஒரு ஃபோட்டான் வருகிறது, ஒரு புரோட்டானால் உறிஞ்சப்படுகிறது, இது சுருக்கமாக உற்சாகமான நிலைக்குச் செல்கிறது, பின்னர் அதன் அசல் நிலைக்குத் திரும்புகிறது, சில திசையில் ஒரு ஃபோட்டானை வெளியிடுகிறது.

சாதாரண ஒளி ஃபோட்டான்களின் காம்ப்டன் சிதறல் சுவாரஸ்யமான எதற்கும் வழிவகுக்காது - இது ஒரு புரோட்டானில் இருந்து ஒளியின் எளிய பிரதிபலிப்பாகும். புரோட்டானின் உள் கட்டமைப்பை "விளையாடுவதற்கு" மற்றும் குவார்க்குகளின் பரவலை "உணர்வதற்கு", மிக அதிக ஆற்றல் கொண்ட ஃபோட்டான்களைப் பயன்படுத்துவது அவசியம் - சாதாரண ஒளியை விட பில்லியன் மடங்கு அதிகம். அத்தகைய ஃபோட்டான்கள் - இருப்பினும், மெய்நிகர் - ஒரு சம்பவ எலக்ட்ரானால் எளிதில் உருவாக்கப்படுகின்றன. நாம் இப்போது ஒன்றை மற்றொன்றுடன் இணைத்தால், நாம் ஆழமான மெய்நிகர் காம்ப்டன் சிதறலைப் பெறுகிறோம் (படம் 5).

இந்த எதிர்வினையின் முக்கிய அம்சம் என்னவென்றால், இது புரோட்டானை அழிக்காது. நிகழ்வு ஃபோட்டான் புரோட்டானைத் தாக்கவில்லை, ஆனால், அது போலவே, அதை கவனமாக உணர்ந்து பின்னர் பறந்து செல்கிறது. அது பறந்து செல்லும் திசை மற்றும் புரோட்டான் அதிலிருந்து ஆற்றலின் எந்தப் பகுதியை எடுத்துச் செல்கிறது என்பது புரோட்டானின் கட்டமைப்பைப் பொறுத்தது, அதனுள் இருக்கும் பார்ட்டான்களின் ஒப்பீட்டு நிலையைப் பொறுத்தது. அதனால்தான், இந்த செயல்முறையைப் படிப்பதன் மூலம், புரோட்டானின் முப்பரிமாண தோற்றத்தை மீட்டெடுக்க முடியும், அது "அதன் சிற்பத்தை வடிவமைக்க."

உண்மை, ஒரு பரிசோதனை இயற்பியலாளருக்கு இதைச் செய்வது மிகவும் கடினம். விரும்பிய செயல்முறை மிகவும் அரிதாகவே நிகழ்கிறது, மேலும் அதை பதிவு செய்வது கடினம். இந்த எதிர்வினை பற்றிய முதல் சோதனைத் தரவு 2001 இல் ஹாம்பர்க்கில் உள்ள ஜெர்மன் முடுக்கி வளாகமான DESY இல் உள்ள HERA முடுக்கியில் மட்டுமே பெறப்பட்டது; புதிய தரவுத் தொடர் இப்போது பரிசோதனையாளர்களால் செயலாக்கப்படுகிறது. இருப்பினும், ஏற்கனவே இன்று, முதல் தரவுகளின் அடிப்படையில், கோட்பாட்டாளர்கள் புரோட்டானில் உள்ள குவார்க்குகள் மற்றும் குளுவான்களின் முப்பரிமாண விநியோகங்களை வரைகிறார்கள். இயற்பியலாளர்கள் அனுமானங்களை மட்டுமே உருவாக்கப் பயன்படுத்திய இயற்பியல் அளவு, இறுதியாக பரிசோதனையிலிருந்து "தோன்றத் தொடங்கியது".

இந்த பகுதியில் எதிர்பாராத கண்டுபிடிப்புகள் ஏதேனும் உள்ளதா? ஆம் என்று இருக்க வாய்ப்புள்ளது. ஒரு எடுத்துக்காட்டு, நவம்பர் 2008 இல் ஒரு சுவாரஸ்யமான தத்துவார்த்த கட்டுரை தோன்றியது, இது வேகமாக பறக்கும் புரோட்டான் ஒரு தட்டையான வட்டு போல இருக்கக்கூடாது, ஆனால் ஒரு பைகான்கேவ் லென்ஸ் என்று கூறுகிறது. இது நிகழ்கிறது, ஏனெனில் புரோட்டானின் மையப் பகுதியில் அமர்ந்திருக்கும் பார்ட்டான்கள் விளிம்புகளில் அமர்ந்திருக்கும் பார்ட்டான்களை விட நீளமான திசையில் மிகவும் சுருக்கப்பட்டிருக்கும். இந்த தத்துவார்த்த கணிப்புகளை சோதனை ரீதியாக சோதிப்பது மிகவும் சுவாரஸ்யமாக இருக்கும்!

இயற்பியலாளர்களுக்கு இவை அனைத்தும் ஏன் சுவாரஸ்யமானது?

புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களுக்குள் பொருள் எவ்வாறு விநியோகிக்கப்படுகிறது என்பதை இயற்பியலாளர்கள் ஏன் சரியாக அறிந்து கொள்ள வேண்டும்?

முதலாவதாக, இயற்பியலின் வளர்ச்சியின் தர்க்கத்தால் இது தேவைப்படுகிறது. நவீன தத்துவார்த்த இயற்பியலால் இன்னும் முழுமையாக சமாளிக்க முடியாத பல அதிசயமான சிக்கலான அமைப்புகள் உலகில் உள்ளன. ஹாட்ரான்கள் அத்தகைய அமைப்புகளில் ஒன்றாகும். ஹாட்ரான்களின் கட்டமைப்பைப் புரிந்துகொள்வதன் மூலம், கோட்பாட்டு இயற்பியலின் திறனை மேம்படுத்துகிறோம், இது உலகளாவியதாக மாறக்கூடும் மற்றும் முற்றிலும் மாறுபட்ட ஒன்றை உதவக்கூடும், எடுத்துக்காட்டாக, சூப்பர் கண்டக்டர்கள் அல்லது அசாதாரண பண்புகளைக் கொண்ட பிற பொருட்களின் ஆய்வில்.

இரண்டாவதாக, அணு இயற்பியலுக்கு உடனடி பலன் உண்டு. அணுக்கருக்களைப் படிக்கும் வரலாற்றில் ஏறக்குறைய ஒரு நூற்றாண்டு இருந்தபோதிலும், கோட்பாட்டாளர்களுக்கு புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் தொடர்பு பற்றிய சரியான விதி இன்னும் தெரியவில்லை.

சோதனைத் தரவுகளின் அடிப்படையில் இந்தச் சட்டத்தை அவர்கள் ஓரளவு யூகிக்க வேண்டும், மேலும் நியூக்ளியோன்களின் கட்டமைப்பைப் பற்றிய அறிவின் அடிப்படையில் ஓரளவு அதை உருவாக்க வேண்டும். இங்குதான் நியூக்ளியோன்களின் முப்பரிமாண அமைப்பு பற்றிய புதிய தகவல்கள் உதவும்.

மூன்றாவதாக, சில ஆண்டுகளுக்கு முன்பு, இயற்பியலாளர்கள் ஒரு புதிய மொத்த பொருளின் நிலையை விட குறைவாக எதையும் பெற முடிந்தது - குவார்க்-குளுவான் பிளாஸ்மா. இந்த நிலையில், குவார்க்குகள் தனித்தனி புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களுக்குள் உட்காராமல், அணுக்கருப் பொருளின் முழுக் கூட்டத்தையும் சுதந்திரமாகச் சுற்றி நடக்கின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, இது பின்வருமாறு அடையப்படலாம்: கனமான கருக்கள் முடுக்கியில் ஒளியின் வேகத்திற்கு மிக நெருக்கமான வேகத்திற்கு முடுக்கிவிடப்படுகின்றன, பின்னர் அவை நேருக்கு நேர் மோதுகின்றன. இந்த மோதலில், மிகக் குறுகிய காலத்திற்கு, டிரில்லியன் கணக்கான டிகிரி வெப்பநிலை எழுகிறது, இது கருக்களை ஒரு குவார்க்-குளுவான் பிளாஸ்மாவாக உருகுகிறது. எனவே, இந்த அணு உருகலின் தத்துவார்த்த கணக்கீடுகளுக்கு நியூக்ளியோன்களின் முப்பரிமாண அமைப்பு பற்றிய நல்ல அறிவு தேவை என்று மாறிவிடும்.

இறுதியாக, இந்த தரவுகள் வானியற்பியலுக்கு மிகவும் அவசியம். கனமான நட்சத்திரங்கள் தங்கள் வாழ்நாளின் முடிவில் வெடிக்கும் போது, ​​அவை பெரும்பாலும் மிகவும் கச்சிதமான பொருட்களை விட்டுவிடுகின்றன - நியூட்ரான் மற்றும் ஒருவேளை குவார்க் நட்சத்திரங்கள். இந்த நட்சத்திரங்களின் மையப்பகுதி முழுவதும் நியூட்ரான்கள் மற்றும் ஒருவேளை குளிர் குவார்க்-குளுவான் பிளாஸ்மாவைக் கொண்டுள்ளது. இத்தகைய நட்சத்திரங்கள் நீண்ட காலமாக கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளன, ஆனால் அவற்றின் உள்ளே என்ன நடக்கிறது என்பதை மட்டுமே யூகிக்க முடியும். எனவே குவார்க் விநியோகம் பற்றிய நல்ல புரிதல் வானியற்பியலில் முன்னேற்றத்திற்கு வழிவகுக்கும்.

• மொழிபெயர்ப்பு

ஒவ்வொரு அணுவின் மையத்திலும் நியூக்ளியஸ் உள்ளது, இது புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் எனப்படும் துகள்களின் ஒரு சிறிய தொகுப்பாகும். இந்த கட்டுரையில், புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் தன்மையைப் படிப்போம், அவை இன்னும் சிறிய துகள்களைக் கொண்டிருக்கின்றன - குவார்க்குகள், குளுவான்கள் மற்றும் ஆன்டிவார்க்குகள். (ஃபோட்டான்கள் போன்ற குளுவான்கள் அவற்றின் சொந்த எதிர் துகள்கள்.) குவார்க்குகள் மற்றும் குளுவான்கள், நமக்குத் தெரிந்தவரை, உண்மையிலேயே அடிப்படையானவை (பிரிக்க முடியாதவை மற்றும் சிறியவற்றைக் கொண்டவை அல்ல). ஆனால் பின்னர் அவர்களுக்கு.

ஆச்சரியப்படும் விதமாக, புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் கிட்டத்தட்ட ஒரே வெகுஜனத்தைக் கொண்டுள்ளன - ஒரு சதவீதம் வரை:

• ஒரு புரோட்டானுக்கு 0.93827 GeV/c 2,
• நியூட்ரானுக்கு 0.93957 GeV/c 2.

இது அவர்களின் இயல்புக்கான திறவுகோல் - அவை உண்மையில் மிகவும் ஒத்தவை. ஆம், அவற்றுக்கிடையே ஒரு வெளிப்படையான வேறுபாடு உள்ளது: புரோட்டானுக்கு நேர்மறை மின் கட்டணம் உள்ளது, அதே சமயம் நியூட்ரானுக்கு கட்டணம் இல்லை (அது நடுநிலையானது, எனவே அதன் பெயர்). அதன்படி, மின் சக்திகள் முதலில் செயல்படுகின்றன, ஆனால் இரண்டாவதாக இல்லை. முதல் பார்வையில், இந்த வேறுபாடு மிகவும் முக்கியமானது என்று தோன்றுகிறது! ஆனால் உண்மையில் அது இல்லை. மற்ற எல்லா உணர்வுகளிலும், புரோட்டானும் நியூட்ரானும் கிட்டத்தட்ட இரட்டையர்கள். அவை ஒரே மாதிரியான வெகுஜனங்களைக் கொண்டிருக்கின்றன, ஆனால் உள் அமைப்பையும் கொண்டுள்ளன.

அவை மிகவும் ஒத்ததாக இருப்பதால், இந்த துகள்கள் கருக்களை உருவாக்குவதால், புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் பெரும்பாலும் நியூக்ளியோன்கள் என்று குறிப்பிடப்படுகின்றன.

புரோட்டான்கள் 1920 இல் அடையாளம் காணப்பட்டு விவரிக்கப்பட்டன (அவை முன்பே கண்டுபிடிக்கப்பட்டிருந்தாலும்; ஒரு ஹைட்ரஜன் அணுவின் கரு ஒரு புரோட்டான் மட்டுமே), மற்றும் நியூட்ரான்கள் 1933 இல் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன. புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் ஒன்றுக்கொன்று மிகவும் ஒத்தவை என்பது கிட்டத்தட்ட உடனடியாக புரிந்து கொள்ளப்பட்டது. ஆனால் அவை கருவின் அளவோடு ஒப்பிடக்கூடிய அளவிடக்கூடிய அளவைக் கொண்டுள்ளன (ஆரம் உள்ள அணுவை விட சுமார் 100,000 மடங்கு சிறியது) 1954 வரை அறியப்படவில்லை. அவை குவார்க்குகள், ஆன்டிவார்க்குகள் மற்றும் குளுவான்களால் ஆனது என்பது 1960களின் நடுப்பகுதியிலிருந்து 1970களின் நடுப்பகுதி வரை படிப்படியாக புரிந்து கொள்ளப்பட்டது. 70களின் பிற்பகுதியிலும், 80களின் முற்பகுதியிலும், புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் அவை எதனால் உருவாக்கப்பட்டன என்பதைப் பற்றிய நமது புரிதல் பெருமளவில் நிலைபெற்று, அன்றிலிருந்து இன்றுவரை மாறாமல் உள்ளது.

அணுக்கள் அல்லது கருக்களை விட நியூக்ளியோன்களை விவரிப்பது மிகவும் கடினம். அணுக்கள் கொள்கையளவில் எளிமையானவை என்று சொல்ல முடியாது, ஆனால் ஒரு ஹீலியம் அணு ஒரு சிறிய ஹீலியம் அணுக்கருவைச் சுற்றியுள்ள சுற்றுப்பாதையில் இரண்டு எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது என்று தயக்கமின்றி ஒருவர் கூறலாம்; மற்றும் ஹீலியம் நியூக்ளியஸ் என்பது இரண்டு நியூட்ரான்கள் மற்றும் இரண்டு புரோட்டான்களின் மிகவும் எளிமையான குழுவாகும். ஆனால் நியூக்ளியோன்களுடன், எல்லாம் அவ்வளவு எளிதல்ல. அணு ஒரு நேர்த்தியான மினியூட் போலவும், நியூக்ளியோன் ஒரு காட்டு பார்ட்டி போலவும் இருக்கிறது என்று நான் ஏற்கனவே "புரோட்டான் என்றால் என்ன, அதன் உள்ளே என்ன இருக்கிறது?" கட்டுரையில் எழுதினேன்.

புரோட்டான் மற்றும் நியூட்ரானின் சிக்கலானது உண்மையானதாகத் தோன்றுகிறது, மேலும் முழுமையற்ற உடல் அறிவிலிருந்து உருவாகவில்லை. குவார்க்குகள், ஆன்டிவார்க்குகள் மற்றும் குளுவான்கள் மற்றும் அவற்றுக்கிடையே செல்லும் வலுவான அணுசக்தி ஆகியவற்றை விவரிக்கப் பயன்படுத்தப்படும் சமன்பாடுகள் எங்களிடம் உள்ளன. இந்த சமன்பாடுகள் "குவாண்டம் குரோமோடைனமிக்ஸ்" என்பதிலிருந்து QCD என அழைக்கப்படுகின்றன. சமன்பாடுகளின் துல்லியம் பல்வேறு வழிகளில் சோதிக்கப்படலாம், பெரிய ஹாட்ரான் மோதலில் தோன்றும் துகள்களின் எண்ணிக்கையை அளவிடுவது உட்பட. QCD சமன்பாடுகளை கணினியில் இணைத்து, புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் மற்றும் பிற ஒத்த துகள்கள் (ஒட்டுமொத்தமாக "ஹேட்ரான்கள்" என்று அழைக்கப்படும்) பண்புகளின் மீது கணக்கீடுகளை இயக்குவதன் மூலம், நிஜ உலகில் செய்யப்படும் அவதானிப்புகளுக்கு தோராயமாக இந்த துகள்களின் பண்புகளின் கணிப்புகளைப் பெறுகிறோம். . எனவே, QCD சமன்பாடுகள் பொய்யல்ல என்றும், புரோட்டான் மற்றும் நியூட்ரான் பற்றிய நமது அறிவு சரியான சமன்பாடுகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது என்றும் நம்புவதற்கு நமக்குக் காரணம் இருக்கிறது. ஆனால் சரியான சமன்பாடுகள் இருந்தால் மட்டும் போதாது, ஏனெனில்:

• எளிய சமன்பாடுகள் மிகவும் சிக்கலான தீர்வுகளைக் கொண்டிருக்கலாம்,
• சில நேரங்களில் சிக்கலான தீர்வுகளை எளிமையான முறையில் விவரிக்க முடியாது.

நாம் சொல்லக்கூடியவரை, நியூக்ளியோன்களின் விஷயத்தில் இது சரியாகவே உள்ளது: அவை எளிய QCD சமன்பாடுகளுக்கான சிக்கலான தீர்வுகள், மேலும் அவற்றை ஓரிரு வார்த்தைகள் அல்லது படங்களில் விவரிக்க முடியாது.

நியூக்ளியோன்களின் உள்ளார்ந்த சிக்கலான தன்மையின் காரணமாக, வாசகர்களாகிய நீங்கள் ஒரு தேர்வு செய்ய வேண்டும்: விவரிக்கப்பட்டுள்ள சிக்கலான தன்மையைப் பற்றி நீங்கள் எவ்வளவு தெரிந்து கொள்ள விரும்புகிறீர்கள்? நீங்கள் எவ்வளவு தூரம் சென்றாலும், நீங்கள் திருப்தி அடைய மாட்டீர்கள்: நீங்கள் எவ்வளவு அதிகமாகக் கற்றுக்கொள்கிறீர்களோ, அவ்வளவு தெளிவாக தலைப்பு மாறும், ஆனால் இறுதி பதில் அப்படியே இருக்கும் - புரோட்டான் மற்றும் நியூட்ரான் மிகவும் சிக்கலானவை. நான் உங்களுக்கு மூன்று நிலை புரிதலை வழங்க முடியும், மேலும் விவரங்கள் அதிகரிக்கும்; நீங்கள் எந்த நிலைக்குப் பிறகும் நிறுத்தி மற்ற தலைப்புகளுக்குச் செல்லலாம் அல்லது கடைசி வரை டைவ் செய்யலாம். ஒவ்வொரு நிலையும் அடுத்ததில் ஓரளவுக்கு என்னால் பதிலளிக்கக்கூடிய கேள்விகளை எழுப்புகிறது, ஆனால் புதிய பதில்கள் புதிய கேள்விகளை எழுப்புகின்றன. முடிவில் - சக பணியாளர்கள் மற்றும் மேம்பட்ட மாணவர்களுடன் நான் தொழில்முறை விவாதங்களில் செய்வது போல் - உண்மையான சோதனைகள், பல்வேறு செல்வாக்கு மிக்க தத்துவார்த்த வாதங்கள் மற்றும் கணினி உருவகப்படுத்துதல்கள் ஆகியவற்றின் தரவை மட்டுமே என்னால் பரிந்துரைக்க முடியும்.

முதல் நிலை புரிதல்

புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் எதனால் ஆனது?

அரிசி. 1: புரோட்டான்களின் மிகைப்படுத்தப்பட்ட பதிப்பு, இரண்டு மேல் குவார்க்குகள் மற்றும் ஒரு கீழ், மற்றும் நியூட்ரான்கள், இரண்டு கீழ் குவார்க்குகள் மற்றும் ஒன்று மேல்

விஷயங்களை எளிமையாக்க, பல புத்தகங்கள், கட்டுரைகள் மற்றும் இணையதளங்கள் புரோட்டான்கள் மூன்று குவார்க்குகளால் (இரண்டு மேல் மற்றும் ஒரு கீழ்) உருவாக்கப்படுகின்றன என்று கூறுகின்றன மற்றும் ஒரு உருவம் போன்ற ஒன்றை வரைகின்றன. 1. நியூட்ரான் ஒன்றுதான், ஒன்று மேல் மற்றும் இரண்டு கீழ் குவார்க்குகளை மட்டுமே கொண்டுள்ளது. இந்த எளிய படம் சில விஞ்ஞானிகள் நம்பியதை விளக்குகிறது, பெரும்பாலும் 1960 களில். ஆனால் இந்தக் கண்ணோட்டம் இனி சரியல்ல என்ற அளவுக்கு எளிமைப்படுத்தப்பட்டது என்பது விரைவில் தெளிவாகியது.

மிகவும் நுட்பமான தகவல் மூலங்களிலிருந்து, புரோட்டான்கள் மூன்று குவார்க்குகளால் (இரண்டு மேல் மற்றும் ஒரு கீழ்) குளுவான்களால் ஒன்றாக இணைக்கப்பட்டுள்ளன என்பதை நீங்கள் அறிந்துகொள்வீர்கள் - மேலும் படம். 2, அங்கு குளுவான்கள் நீரூற்றுகளாக அல்லது குவார்க்குகளை வைத்திருக்கும் சரங்களாக வரையப்படுகின்றன. நியூட்ரான்கள் ஒரே மாதிரியானவை, ஒரே ஒரு மேல் குவார்க்கும் இரண்டு கீழ் குவார்க்குகளும் உள்ளன.

அரிசி. 2: முன்னேற்றம் அத்தி. 1 புரோட்டானில் குவார்க்குகளை வைத்திருக்கும் வலுவான அணுசக்தியின் முக்கிய பங்குக்கு முக்கியத்துவம் கொடுக்கப்படுவதால்

நியூக்ளியோன்களை விவரிப்பது அவ்வளவு மோசமான வழி அல்ல, ஏனெனில் இது வலுவான அணுசக்தியின் முக்கிய பங்கை வலியுறுத்துகிறது, இது குளுவான்களின் செலவில் ஒரு புரோட்டானில் குவார்க்குகளை வைத்திருக்கும் (ஃபோட்டானைப் போலவே, ஒளியை உருவாக்கும் துகள், மின்காந்தத்துடன் தொடர்புடையது. படை). ஆனால் அதுவும் குழப்பமாக இருக்கிறது, ஏனென்றால் குளுவான்கள் என்றால் என்ன அல்லது அவை என்ன செய்கின்றன என்பதை அது உண்மையில் விளக்கவில்லை.

நான் செய்ததைப் போலவே விஷயங்களை விவரிக்கவும் காரணங்கள் உள்ளன: ஒரு புரோட்டான் மூன்று குவார்க்குகளால் (இரண்டு மேல் மற்றும் ஒரு கீழ்), ஒரு கொத்து குளுவான்கள் மற்றும் குவார்க்-ஆன்டிகார்க் ஜோடிகளின் மலை (பெரும்பாலும் மேல் மற்றும் கீழ் குவார்க்குகளால் ஆனது. , ஆனால் சில வித்தியாசமானவைகளும் உள்ளன) . அவை அனைத்தும் மிக அதிக வேகத்தில் முன்னும் பின்னுமாக பறக்கின்றன (ஒளியின் வேகத்தை நெருங்குகிறது); இந்த முழு தொகுப்பும் வலுவான அணுசக்தியால் ஒன்றாக இணைக்கப்பட்டுள்ளது. இதை நான் படத்தில் காட்டியுள்ளேன். 3. நியூட்ரான்கள் மீண்டும் அதே, ஆனால் ஒன்று மேல் மற்றும் இரண்டு கீழ் குவார்க்குகள் உள்ளன; உரிமையை மாற்றிய குவார்க் அம்புக்குறியால் குறிக்கப்படுகிறது.

அரிசி. 3: மிகவும் யதார்த்தமானது, இன்னும் சிறந்ததாக இல்லாவிட்டாலும், புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் சித்தரிப்பு

இந்த குவார்க்குகள், ஆன்டிக்வார்க்குகள் மற்றும் குளுவான்கள் முன்னும் பின்னுமாக துள்ளிக் குதிப்பது மட்டுமின்றி, துகள் அழிப்பு போன்ற செயல்முறைகள் மூலம் ஒன்றோடு ஒன்று மோதி ஒன்றுடன் ஒன்று மாறுகின்றன (இதில் ஒரு குவார்க்கும், ஒரே வகை பழங்காலமும் இரண்டு குளுவான்களாக மாறுகின்றன. மாறாக) அல்லது ஒரு குளுவானின் உறிஞ்சுதல் மற்றும் உமிழ்வு (இதில் ஒரு குவார்க்கும் ஒரு குளுவானும் மோதி ஒரு குவார்க் மற்றும் இரண்டு குளுவான்களை உருவாக்கலாம், அல்லது நேர்மாறாகவும்).

இந்த மூன்று விளக்கங்களுக்கும் பொதுவானது என்ன:

• ஒரு புரோட்டானுக்கு இரண்டு மேல் குவார்க்குகள் மற்றும் கீழ் குவார்க்குகள் (மேலும் வேறு ஏதாவது).
• ஒரு நியூட்ரானுக்கு ஒரு மேல் குவார்க்குகள் மற்றும் இரண்டு கீழ் குவார்க்குகள் (மேலும் வேறு ஏதாவது).
• நியூட்ரான்களுக்கான "வேறு ஏதாவது" என்பது புரோட்டான்களுக்கான "வேறு ஏதாவது" ஆகும். அதாவது, நியூக்ளியோன்களுக்கு "வேறு ஏதாவது" உள்ளது.
• புரோட்டானுக்கும் நியூட்ரானுக்கும் இடையே உள்ள வெகுஜனத்தில் சிறிய வேறுபாடு கீழ் குவார்க் மற்றும் மேல் குவார்க்கின் வெகுஜனங்களின் வேறுபாட்டால் தோன்றுகிறது.

மற்றும் முதல்:

• அப் குவார்க்குகளுக்கு, மின் கட்டணம் 2/3 e (இங்கு e என்பது புரோட்டானின் சார்ஜ், -e என்பது எலக்ட்ரானின் சார்ஜ்),
• கீழ் குவார்க்குகள் -1/3e மின்னூட்டத்தைக் கொண்டுள்ளன,
• குளுவான்கள் 0 கட்டணம்,
• எந்த குவார்க் மற்றும் அதனுடன் தொடர்புடைய பழங்காலத்தின் மொத்த மின்னேற்றம் 0 (உதாரணமாக, ஆண்டி-டவுன் குவார்க்கின் சார்ஜ் +1/3e, எனவே டவுன் குவார்க் மற்றும் டவுன் ஆண்டிக்வார்க் -1/3 இ +1/ 3 இ = 0),

ஒவ்வொரு உருவமும் புரோட்டானின் மின் கட்டணத்தை இரண்டு மேல் மற்றும் ஒரு கீழ் குவார்க்குகளுக்கு ஒதுக்குகிறது, மேலும் "வேறு ஏதாவது" மின்னூட்டத்துடன் 0 ஐ சேர்க்கிறது. அதேபோல், நியூட்ரான் ஒன்று மேல் மற்றும் இரண்டு கீழ் குவார்க்குகளின் காரணமாக பூஜ்ஜிய மின்னேற்றத்தைக் கொண்டுள்ளது:

• புரோட்டானின் மொத்த மின் கட்டணம் 2/3 e + 2/3 e – 1/3 e = e,
• நியூட்ரானின் மொத்த மின் கட்டணம் 2/3 e – 1/3 e – 1/3 e = 0.

இந்த விளக்கங்கள் பின்வருமாறு வேறுபடுகின்றன:

• நியூக்ளியானுக்குள் எவ்வளவு "வேறு ஏதாவது"
• அது அங்கு என்ன செய்கிறது
• நியூக்ளியோனின் நிறை மற்றும் நிறை ஆற்றல் (E = mc 2, துகள் ஓய்வில் இருக்கும்போதும் அங்கு இருக்கும் ஆற்றல்) எங்கிருந்து வருகிறது.

ஒரு அணுவின் வெகுஜனத்தின் பெரும்பகுதி, எனவே அனைத்து சாதாரண விஷயங்களிலும், புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களில் இருப்பதால், நமது இயல்பை சரியாகப் புரிந்துகொள்வதற்கு கடைசி புள்ளி மிகவும் முக்கியமானது.

அரிசி. 1 கூறுகிறது குவார்க்குகள், உண்மையில், நியூக்ளியோனின் மூன்றில் ஒரு பகுதியைக் குறிக்கின்றன - புரோட்டான் அல்லது நியூட்ரான் ஹீலியம் அணுக்கருவின் கால் பகுதியை அல்லது கார்பன் அணுக்கருவின் 1/12ஐக் குறிக்கிறது. இந்த படம் உண்மையாக இருந்தால், நியூக்ளியோனில் உள்ள குவார்க்குகள் ஒப்பீட்டளவில் மெதுவாக நகரும் (ஒளியின் வேகத்தை விட மிகக் குறைவான வேகத்தில்) ஒப்பீட்டளவில் பலவீனமான சக்திகள் அவற்றுக்கிடையே செயல்படும் (அவற்றை இடத்தில் வைத்திருக்கும் சில சக்திவாய்ந்த சக்திகள் இருந்தாலும்). குவார்க்கின் நிறை, மேலும் கீழும், 0.3 GeV/c 2 வரிசையில் இருக்கும், இது ஒரு புரோட்டானின் நிறை மூன்றில் ஒரு பங்கு ஆகும். ஆனால் இது ஒரு எளிய படம், அது திணிக்கும் கருத்துக்கள் வெறுமனே தவறானவை.

அரிசி. 3. புரோட்டானைப் பற்றிய முற்றிலும் மாறுபட்ட யோசனையை அளிக்கிறது, ஒளியின் வேகத்திற்கு நெருக்கமான வேகத்தில் துகள்களின் கொப்பரை அதன் வழியாகச் செல்கிறது. இந்த துகள்கள் ஒன்றோடொன்று மோதுகின்றன, இந்த மோதல்களில் அவற்றில் சில அழிக்கப்படுகின்றன, மற்றவை அவற்றின் இடத்தில் உருவாக்கப்படுகின்றன. குளுவான்களுக்கு நிறை இல்லை, மேல் குவார்க்குகளின் நிறை சுமார் 0.004 GeV/c 2, மற்றும் கீழ் குவார்க்குகளின் நிறை சுமார் 0.008 GeV/c 2 - புரோட்டானை விட நூற்றுக்கணக்கான மடங்கு குறைவு. புரோட்டானின் வெகுஜன ஆற்றல் எங்கிருந்து வருகிறது, கேள்வி சிக்கலானது: அதன் ஒரு பகுதி குவார்க்குகள் மற்றும் ஆன்டிவார்க்குகளின் வெகுஜன ஆற்றலிலிருந்து வருகிறது, ஒரு பகுதி குவார்க்குகள், ஆன்டிவார்க்குகள் மற்றும் குளுவான்களின் இயக்க ஆற்றலில் இருந்து வருகிறது, மேலும் ஒரு பகுதி (ஒருவேளை நேர்மறை, ஒருவேளை எதிர்மறை) வலுவான அணுசக்தி தொடர்புகளில் சேமிக்கப்படும் ஆற்றலில் இருந்து, குவார்க்குகள், ஆன்டிக்வார்க்குகள் மற்றும் குளுவான்களை ஒன்றாக வைத்திருக்கும்.

ஒரு வகையில், படம். 2 அத்திப்பழத்திற்கு இடையிலான வேறுபாட்டை அகற்ற முயற்சிக்கிறது. 1 மற்றும் அத்தி. 3. இது அரிசியை எளிதாக்குகிறது. 3, பல குவார்க்-ஆன்டிகார்க் ஜோடிகளை அகற்றுவது, கொள்கையளவில், அவை எபிமரல் என்று அழைக்கப்படலாம், ஏனெனில் அவை தொடர்ந்து எழுகின்றன மற்றும் மறைந்துவிடும், மேலும் அவை தேவையில்லை. ஆனால் நியூக்ளியோன்களில் உள்ள குளுவான்கள் புரோட்டான்களை வைத்திருக்கும் வலுவான அணுசக்தியின் நேரடி பகுதியாகும் என்ற தோற்றத்தை இது தருகிறது. புரோட்டானின் நிறை எங்கிருந்து வருகிறது என்பதை இது விளக்கவில்லை.

அத்திப்பழத்தில். புரோட்டான் மற்றும் நியூட்ரானின் குறுகிய சட்டங்களைத் தவிர, 1 இல் மற்றொரு குறைபாடு உள்ளது. பியோன் மற்றும் ரோ மீசன் போன்ற பிற ஹாட்ரான்களின் சில பண்புகளை இது விளக்கவில்லை. அதே சிக்கல்கள் படத்தில் உள்ளன. 2.

இந்த கட்டுப்பாடுகள் நான் எனது மாணவர்களுக்கும் எனது இணையதளத்தில் அத்திப்பழத்திலிருந்து ஒரு படத்தையும் கொடுக்க வழிவகுத்தது. 3. ஆனால் அதற்கும் பல வரம்புகள் உள்ளன என்பதை நான் உங்களுக்கு எச்சரிக்க விரும்புகிறேன், அதை நான் பின்னர் பரிசீலிப்பேன்.

கட்டமைப்பின் தீவிர சிக்கலானது, படத்தில் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளது என்பதை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். 3 என்பது வலிமையான அணுக்கரு விசை போன்ற சக்தி வாய்ந்த சக்தியால் ஒன்றிணைக்கப்பட்ட ஒரு பொருளிலிருந்து எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. மேலும் ஒரு விஷயம்: குவார்க்-ஆன்டிகார்க் ஜோடிகளின் குழுவில் இல்லாத மூன்று குவார்க்குகள் (ஒரு புரோட்டானுக்கு இரண்டு மேல் மற்றும் கீழ்) பெரும்பாலும் "வேலன்ஸ் குவார்க்குகள்" என்று அழைக்கப்படுகின்றன, மேலும் குவார்க்-ஆன்டிகார்க் ஜோடிகளை "கடல்" என்று அழைக்கிறார்கள். குவார்க் ஜோடிகள்." அத்தகைய மொழி பல சந்தர்ப்பங்களில் தொழில்நுட்ப ரீதியாக வசதியானது. ஆனால், புரோட்டானின் உள்ளே பார்த்துவிட்டு, ஒரு குறிப்பிட்ட குவார்க்கைப் பார்த்தால், அது கடலின் பகுதியா அல்லது வேலன்ஸ்தா என்பதை உடனடியாகச் சொல்ல முடியும் என்ற தவறான எண்ணத்தை அது தருகிறது. இதைச் செய்ய முடியாது, அத்தகைய வழி இல்லை.

புரோட்டான் நிறை மற்றும் நியூட்ரான் நிறை

புரோட்டான் மற்றும் நியூட்ரான் வெகுஜனங்கள் மிகவும் ஒத்திருப்பதாலும், புரோட்டானும் நியூட்ரானும் ஒரு கீழ் குவார்க்கை மாற்றுவதில் மட்டுமே வேறுபடுவதால், அவற்றின் நிறைகள் ஒரே மாதிரியாக வழங்கப்படுகின்றன, அதே மூலத்திலிருந்து வந்தவை. , மற்றும் அவற்றின் வேறுபாடு மேல் மற்றும் கீழ் குவார்க்குகளுக்கு இடையே உள்ள சிறிய வேறுபாட்டில் உள்ளது. ஆனால் மேலே உள்ள மூன்று புள்ளிவிவரங்கள் புரோட்டான் வெகுஜனத்தின் தோற்றம் குறித்து மூன்று வேறுபட்ட பார்வைகள் இருப்பதைக் காட்டுகின்றன.

அரிசி. 1 கூறுகிறது, மேல் மற்றும் கீழ் குவார்க்குகள் புரோட்டான் மற்றும் நியூட்ரானின் நிறை 1/3 ஆகும்: சுமார் 0.313 GeV/c 2 , அல்லது புரோட்டானில் குவார்க்குகளை வைத்திருக்க தேவையான ஆற்றல் காரணமாக. மேலும் ஒரு புரோட்டானுக்கும் நியூட்ரானுக்கும் உள்ள வெகுஜனங்களுக்கு இடையிலான வேறுபாடு ஒரு சதவீதத்தின் ஒரு பகுதி என்பதால், மேல் மற்றும் கீழ் குவார்க்கின் வெகுஜனங்களுக்கு இடையிலான வேறுபாடு ஒரு சதவீதத்தின் ஒரு பகுதியாக இருக்க வேண்டும்.

அரிசி. 2 குறைவாக தெளிவாக உள்ளது. குளுவான்கள் காரணமாக ஒரு புரோட்டானின் நிறை என்ன பகுதி உள்ளது? ஆனால், கொள்கையளவில், புரோட்டானின் வெகுஜனத்தின் பெரும்பகுதி இன்னும் படம் 1 இல் உள்ளதைப் போல குவார்க்குகளின் வெகுஜனத்திலிருந்து வருகிறது என்பதை இது காட்டுகிறது. 1.

அரிசி. 3 புரோட்டானின் நிறை உண்மையில் எவ்வாறு வருகிறது என்பதற்கான மிகவும் நுட்பமான அணுகுமுறையை பிரதிபலிக்கிறது (எனவே புரோட்டானின் கணினி கணக்கீடுகள் மூலம் நேரடியாக சரிபார்க்க முடியும், மற்ற கணித முறைகளை நேரடியாகப் பயன்படுத்துவதில்லை). இது படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ள கருத்துக்களிலிருந்து மிகவும் வேறுபட்டது. 1 மற்றும் 2, மற்றும் அது அவ்வளவு எளிதல்ல என்று மாறிவிடும்.

இது எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதைப் புரிந்து கொள்ள, புரோட்டானின் நிறை m இன் அடிப்படையில் அல்ல, ஆனால் அதன் நிறை ஆற்றல் E = mc 2 , வெகுஜனத்துடன் தொடர்புடைய ஆற்றலின் அடிப்படையில் சிந்திக்க வேண்டும். கருத்தியல் ரீதியாக சரியான கேள்வி "புரோட்டான் நிறை m எங்கிருந்து வருகிறது" என்பது அல்ல, அதன் பிறகு m ஐ c 2 ஆல் பெருக்குவதன் மூலம் E ஐ கணக்கிடலாம், ஆனால் அதற்கு நேர்மாறானது: "புரோட்டான் வெகுஜன E இன் ஆற்றல் எங்கிருந்து வருகிறது", அதன் பிறகு E ஐ c 2 ஆல் வகுத்து m ஐக் கணக்கிடலாம்.

புரோட்டான் வெகுஜன ஆற்றலுக்கான பங்களிப்புகளை மூன்று குழுக்களாக வகைப்படுத்துவது பயனுள்ளது:

A) அதில் உள்ள குவார்க்குகள் மற்றும் ஆன்டிவார்க்குகளின் நிறை ஆற்றல் (ஓய்வு ஆற்றல்) (குளுவான்கள், நிறை இல்லாத துகள்கள், எந்தப் பங்களிப்பையும் செய்யாது).
B) குவார்க்குகள், ஆன்டிவார்க்குகள் மற்றும் குளுவான்களின் இயக்கத்தின் ஆற்றல் (இயக்க ஆற்றல்).
C) புரோட்டானை வைத்திருக்கும் வலுவான அணுசக்தி தொடர்புகளில் (இன்னும் துல்லியமாக, குளுவான் புலங்களில்) சேமிக்கப்படும் தொடர்பு ஆற்றல் (பிணைப்பு ஆற்றல் அல்லது சாத்தியமான ஆற்றல்).

அரிசி. 3 புரோட்டானுக்குள் இருக்கும் துகள்கள் அதிக வேகத்தில் நகர்கின்றன என்றும், அது நிறை இல்லாத குளுவான்களால் நிறைந்துள்ளது என்றும், எனவே B) இன் பங்களிப்பு A ஐ விட அதிகமாக உள்ளது). பொதுவாக, பெரும்பாலான இயற்பியல் அமைப்புகளில், B) மற்றும் C) ஒப்பிடத்தக்கவை, C) பெரும்பாலும் எதிர்மறையாக இருக்கும். எனவே புரோட்டானின் (மற்றும் நியூட்ரான்) வெகுஜன ஆற்றல் பெரும்பாலும் B) மற்றும் C ஆகியவற்றின் கலவையிலிருந்து பெறப்படுகிறது, A) ஒரு சிறிய பகுதியை பங்களிக்கிறது. எனவே, புரோட்டான் மற்றும் நியூட்ரான்களின் நிறை முக்கியமாக அவற்றில் உள்ள துகள்களின் வெகுஜனங்களால் அல்ல, ஆனால் இந்த துகள்களின் இயக்கத்தின் ஆற்றல் மற்றும் அவற்றின் சக்திகளை உருவாக்கும் குளுவான் புலங்களுடன் தொடர்புடைய அவற்றின் தொடர்புகளின் ஆற்றல் ஆகியவற்றால் தோன்றும். புரோட்டான். நமக்குத் தெரிந்த மற்ற பெரும்பாலான அமைப்புகளில், ஆற்றல்களின் சமநிலை வித்தியாசமாக விநியோகிக்கப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, அணுக்கள் மற்றும் சூரிய குடும்பத்தில், A) ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது, அதே நேரத்தில் B) மற்றும் C) மிகக் குறைவாகப் பெறப்படுகின்றன மற்றும் அளவு ஒப்பிடத்தக்கவை.

சுருக்கமாக, நாங்கள் சுட்டிக்காட்டுகிறோம்:

• அரிசி. 1 புரோட்டானின் நிறை ஆற்றல் பங்களிப்பு A) இருந்து வருகிறது என்று கூறுகிறது.
• அரிசி. 2 பங்களிப்புகள் A) மற்றும் C) முக்கியமானவை என்றும், B) சிறிய பங்களிப்பை வழங்குவதாகவும் கூறுகிறது.
• அரிசி. 3 B) மற்றும் C) முக்கியமானவை என்று பரிந்துரைக்கிறது, அதே நேரத்தில் A) இன் பங்களிப்பு மிகக் குறைவு.

அரிசி சரியானது என்று எங்களுக்குத் தெரியும். 3. அதைச் சோதிக்க, நாம் கணினி உருவகப்படுத்துதல்களை இயக்கலாம், மேலும் முக்கியமாக, பல்வேறு அழுத்தமான தத்துவார்த்த வாதங்களுக்கு நன்றி, மேல் மற்றும் கீழ் குவார்க்குகளின் வெகுஜனங்கள் பூஜ்ஜியமாக இருந்தால் (மற்ற அனைத்தும் அப்படியே இருந்தன), நிறை புரோட்டான் நடைமுறையில் மாறும். எனவே, வெளிப்படையாக, குவார்க்குகளின் வெகுஜனங்கள் புரோட்டானின் வெகுஜனத்திற்கு முக்கியமான பங்களிப்பைச் செய்ய முடியாது.

அத்தி என்றால். 3 என்பது பொய்யல்ல, குவார்க் மற்றும் ஆண்டிகுவார்க்கின் நிறை மிகவும் சிறியது. அவர்கள் உண்மையில் எப்படிப்பட்டவர்கள்? மேல் குவார்க்கின் நிறை (அதே போல் பழங்காலத்து) 0.005 GeV/c 2 ஐ விட அதிகமாக இல்லை, இது 0.313 GeV/c 2 ஐ விட மிகக் குறைவு, இது படம். 1. (அப் குவார்க்கின் நிறை அளவிட கடினமாக உள்ளது மற்றும் நுட்பமான விளைவுகளால் மாறுபடுகிறது, எனவே இது 0.005 GeV/c2 ஐ விட மிகக் குறைவாக இருக்கலாம்). கீழே உள்ள குவார்க்கின் நிறை தோராயமாக 0.004 GeV/c 2 மேல் உள்ளதை விட அதிகமாக உள்ளது. இதன் பொருள், எந்த குவார்க் அல்லது பழங்காலத்தின் நிறை ஒரு புரோட்டானின் வெகுஜனத்தில் ஒரு சதவீதத்திற்கு மேல் இல்லை.

இதன் பொருள் (படம் 1 க்கு மாறாக) கீழ் குவார்க்கின் நிறை மற்றும் மேல் குவார்க்கின் விகிதமானது ஒற்றுமையை அணுகாது என்பதை நினைவில் கொள்க! டவுன் குவார்க்கின் நிறை குறைந்தது அப் குவார்க்கை விட இரண்டு மடங்கு ஆகும். நியூட்ரான் மற்றும் புரோட்டான் வெகுஜனங்கள் ஒரே மாதிரியாக இருப்பதற்கான காரணம், மேல் மற்றும் கீழ் குவார்க்குகளின் வெகுஜனங்கள் ஒரே மாதிரியாக இருப்பது அல்ல, ஆனால் மேல் மற்றும் கீழ் குவார்க்குகளின் நிறை மிகவும் சிறியது - மேலும் அவற்றுக்கிடையேயான வேறுபாடு சிறியது, உறவினர் புரோட்டான் மற்றும் நியூட்ரான் வெகுஜனங்களுக்கு. ஒரு புரோட்டானை நியூட்ரானாக மாற்ற, அதன் மேல் குவார்க்குகளில் ஒன்றை கீழே உள்ள குவார்க்குடன் மாற்ற வேண்டும் (படம் 3). இந்த மாற்றம் நியூட்ரானை புரோட்டானை விட சற்று கனமாக மாற்றவும், அதன் கட்டணத்தை +e இலிருந்து 0 ஆக மாற்றவும் போதுமானது.

மூலம், ஒரு புரோட்டானுக்குள் இருக்கும் வெவ்வேறு துகள்கள் ஒன்றோடு ஒன்று மோதுவதும், தொடர்ந்து தோன்றுவதும் மறைவதும், நாம் விவாதிக்கும் விஷயங்களைப் பாதிக்காது - எந்த மோதலிலும் ஆற்றல் சேமிக்கப்படுகிறது. குவார்க்குகள் மற்றும் குளுவான்களின் வெகுஜன ஆற்றல் மற்றும் இயக்கத்தின் ஆற்றல் மாறலாம், அதே போல் அவற்றின் தொடர்புகளின் ஆற்றலும் மாறலாம், ஆனால் புரோட்டானின் மொத்த ஆற்றல் மாறாது, இருப்பினும் அதன் உள்ளே உள்ள அனைத்தும் மாறிக்கொண்டே இருக்கின்றன. எனவே ஒரு புரோட்டானின் நிறை அதன் உள் சுழல் இருந்தபோதிலும் மாறாமல் இருக்கும்.

இந்த கட்டத்தில், நீங்கள் பெறப்பட்ட தகவலை நிறுத்தி உறிஞ்சலாம். அற்புதம்! சாதாரண பொருளில் உள்ள அனைத்து நிறைகளும் அணுக்களில் உள்ள நியூக்ளியோன்களின் வெகுஜனத்திலிருந்து வருகிறது. இந்த வெகுஜனத்தின் பெரும்பகுதி புரோட்டான் மற்றும் நியூட்ரானில் உள்ளார்ந்த குழப்பத்திலிருந்து வருகிறது - நியூக்ளியோன்களில் உள்ள குவார்க்குகள், குளுவான்கள் மற்றும் ஆன்டிக்வார்க்குகளின் இயக்கத்தின் ஆற்றலிலிருந்து, மற்றும் நியூக்ளியோனை அதன் முழு நிலையில் வைத்திருக்கும் வலுவான அணுசக்தி தொடர்புகளின் வேலையின் ஆற்றலிலிருந்து. ஆம்: நமது கிரகம், நமது உடல்கள், நமது சுவாசம் போன்ற ஒரு அமைதியான மற்றும், சமீப காலம் வரை, கற்பனை செய்ய முடியாத குழப்பத்தின் விளைவாகும்.