ذرات بنیادی

ذرات بنیادی یا ذرات ریز اتمی، ذراتی‌اند که اندازه‌هایی کوچک‌تر از اتم دارند. تعداد ذرات بنیادی شناخته شده در سال 1940 از شمار انگشتان یک دست تجاوز نمی‌کرد : پروتون‌ها، نوترون‌ها، الکترون‌ها، نوترینو‌ها و پوزیترون‌ها. ثابت شده تمامی مواد از مولکولها ، مولکولها هم از اتمها ، اتمها از هسته‌ها و الکترونها و هسته‌ها از پروتونها و نوترونها تشکیل شده‌اند. در واقع سه ذره اول، یعنی پروتون‌ها، نوترون‌ها و الکترون‌ها را به عنوان خشت‌هایی اصلی می‌شناختند که اتم‌ها از آن‌ها ساخته شده‌اند.نوترینو‌ها و پوزیترون‌ها هم ذراتی کم و بیش عجیب به حساب می‌آمدند که در خارج از جو زمین کشف شده بودند و نقش و منشأ چندان معلومی نداشتند.طی دو دهه بعدی، دید‌گاه دانشمندان نسبت به ماده دگرگون شد. با شکافت و گداخت هسته‌ای تعداد ذرات بنیادی شناخته شده افزایش یافت.در پایان دهه 1950، تعداد ذرات بنیادی کشف شده به قدری زیاد بود که بعضی از فیزیک‌دانان فهرست آن‌ها را  «باغ‌وحش ذرات»  نامیدند.در سال 1964، برخی از فیزیک‌دانان راهی را برای خروج از باغ‌وحش ذرات پیشنهاد کردند. نظر آن‌ها این بود که تعداد ذرات بنیادی خیلی کم است و ذرات ریز اتمی دیگری که کشف شده‌اند از ترکیب‌های مختلف همین ذرات واقعاً بنیادی پدید می‌آیند. آن‌ها ذرات بنیادی واقعی را کوارک‌ها و لپتون‌ها نامیدند.در این مبحث، تنها سه ذره اول و از همه مهم‌تر را توضیح می‌دهیم. پروتون‌ها و نوترون‌ها که هسته اتم‌ها را تشکیل می‌دهند و الکترون‌ها که در مدار‌هایی به دور این هسته‌ها در گردش‌اند.لازم است بدانید که هر ذره ریز اتمی‌(و در واقع همه ذرات) را می‌توان از لحاظ بار الکتریکی با یکی از سه حالت مثبت، منفی یا خنثی یافت. همه ذرات ریز اتمی خاصیتی به نام اسپین دارند، یعنی مشابه سیاراتی مثل زمین به دور محور‌شان در چرخش‌اند. در حالت کلی، اسپین هر ذره ریز اتمی می‌تواند در جهت ساعت‌گرد یا پاد‌ساعت‌گرد باشد.