Av Doug Bennett (Uppdaterad 30 augusti 2022)
Medan atomer är de minsta enheterna av materia med konsekventa egenskaper, ligger den verkliga grunden för den fysiska världen i partiklar som är ännu mindre än atomer - subatomära partiklar. Dessa grundläggande beståndsdelar – inklusive protoner, neutroner, elektroner, kvarkar och radioaktiva alfa- och beta-partiklar – utgör och tar ibland isär materien omkring oss.
Upptäckt av Ernest Rutherford 1919, protoner finns i atomkärnor och har en positiv elektrisk laddning. Varje protons massa är ungefär en atommassaenhet (amu), och tillsammans med neutroner står de för det mesta av en atoms massa. Antalet protoner definierar ett elements atomnummer.
James Chadwick identifierade neutroner 1932. Liksom protoner är neutroner ungefär en amu i massa men är elektriskt neutrala. Variationer i neutronantal ger upphov till isotoper av ett enda element.
Sir J.J. Thomson observerade först elektroner 1897. Elektroner kretsar kring kärnan i ett elektronmoln, som har en massa som är 1 840 gånger mindre än en protons och en negativ laddning. Elektroner driver kemisk bindning genom förlust, förstärkning eller delning med andra atomer.
Alfa-partiklar består av två protoner och två neutroner - kärnan i en heliumatom. De emitteras under alfasönderfall av tunga, instabila kärnor. Även om alfapartiklar har låg energi och kort räckvidd, kan de vara mycket skadliga för biologisk vävnad vid kontakt.
Beta-partiklar är högenergielektroner (β⁻) eller positroner (β⁺) som produceras av beta-sönderfall. De färdas med hastigheter nära ljuset och tränger upp till 100 gånger djupare in i material än alfapartiklar.
Kvarkar är de minsta kända subatomära enheterna och utgör materiens sanna elementarpartiklar. Sex smaker-upp, ner, charm, konstigt, topp, botten-finns, var och en med en av tre "färg" laddningar (röd, blå, grön). Protoner är gjorda av två upp och en ner kvark; neutroner består av två ned- och en upp-kvark.
För mer detaljerad vetenskaplig bakgrund, se Wikipedia-posten om partiklar och NIST-definitionen av atommassaenheten .
