[ad_1]
به نظر می رسد این سوال که پروتون ها یا نوترون ها از چه چیزی ساخته شده اند، پاسخی ساده دارد: کوارک ها و گلوئون ها. با این حال، وقتی به سومین جزء اتم ها یعنی الکترون ها می رسیم، پاسخ چندان ساده نیست. دلیل آن این است که تا آنجا که می دانیم، الکترون ها ذرات بنیادی هستند. به عبارت دیگر، آنها اجزای کوچکتری ندارند. این سؤال چیزی نیست که بتوان آن را کاملاً اثبات کرد; اما شواهد موجود با درجه بالایی از اطمینان در آن است ارتباط دارند. بنابراین، این سؤال بسیار دشوارتر است که ترکیب ذره بنیادی چیست و تفاوت بین الکترون ها و سایر ذرات چیست؟
کلمه اتم از کلمه “تقسیم ناپذیر” در یونانی گرفته شده است. این نام به استدلال دموکریتوس فیلسوف یونانی برمی گردد که می گفت ماده باید از ذراتی تشکیل شده باشد که نمی توان بیشتر تقسیم کرد.
بیست و سه قرن بعد متوجه شدیم که اجسامی که ما آنها را اتم می نامیم واقعاً به معنای دموکریتوس اتم نیستند و حداقل از دو جزء کوچکتر و سه جزء کوچکتر به استثنای هیدروژن تشکیل شده اند.
هنگامی که ترکیب پروتون‌ها و نوترون‌ها آشکار شد، پیش‌بینی اینکه همه ذراتی که ما پیدا کردیم ممکن است از اجزای کوچکتری تشکیل شده باشند، آسان بود. با این حال، الکترونها تاکنون نشان داده‌اند که نمی‌توانند به اجزای کوچکتر تجزیه شوند و حتی با گذشت 125 سال از کشف آنها، هیچ نشانه‌ای از ذرات کوچکتر در داخل آنها وجود ندارد.
دانشمندان برای آزمایش اینکه آیا الکترونها از ذرات کوچکتری تشکیل شده‌اند، دو روش را امتحان کرده‌اند: برخورد الکترونها برای دیدن اینکه آیا چیزی آزاد می‌شود یا خیر، و مطالعه ساختار داخلی آنها در انرژی‌های بسیار بالا. با این حال، هیچ یک از این روش ها وجود ذرات کوچکتر در داخل الکترون را نشان نداده است.
در همین حال، ما کشف کردیم که الکترون ها، مانند سایر ذرات بسیار کوچک، هم رفتار ذره و هم رفتار موجی دارند. برخی از ذرات فرضی به عنوان اجزای الکترون ها پیشنهاد شده اند، اما فیزیک آنها با مدل استاندارد فیزیک ذرات مطابقت ندارد.
اگرچه مدل استاندارد به عنوان یک توصیف کامل از واقعیت به طور جهانی پذیرفته نشده است، و ممکن است ذراتی وجود داشته باشد که در آن لحاظ نشده باشد، ماهیت بنیادی الکترون به طور کلی مورد تردید نیست.
با توجه به اینکه الکترونها بسیار سبکتر از ذرات موجود در هسته یک اتم هستند، جای تعجب نیست که آنها از ذرات سبکتر ساخته نشده باشند. بنابراین اگر الکترون ها از ذرات کوچکتر تشکیل نشده باشند، آیا یک ماده تقسیم ناپذیر وجود دارد که این ذرات از آن ساخته شده اند؟
اینجاست که تصورش سخت می شود. به جای اینکه الکترون ها از یک ماده خاص ساخته شوند، فیزیکدانان آنها را به عنوان “تحریک” در یک میدان فیزیکی می بینند. به عبارت دیگر، الکترون ها ماده نیستند، بلکه نوسانات میدان های بنیادی هستند که در سراسر فضا وجود دارند.
ادامه مطلب
فیزیکدانان از مفهومی به نام “میدان الکترونی” برای کمک به درک بهتر الکترون استفاده می کنند. این بدان معنی است که الکترون ها به عنوان ذرات مستقل وجود ندارند، بلکه به عنوان نوسانات در این میدان فیزیکی وجود دارند. این میدان در فضا پخش می شود و هر گاه تحریکی در آن رخ می دهد چیزی که ما به عنوان الکترون می شناسیم تولید می شود.
برهمکنش یک میدان الکترونی با میدان های دیگر خواص متفاوت الکترون ها را تعیین می کند. به عنوان مثال، میدان هیگز به ذرات مختلف از جمله الکترون ها جرم می دهد. به عبارت دیگر، الکترون ها و سایر ذرات با برهمکنش با میدان هیگز جرم خود را به دست می آورند.
توصیف چیزی به عنوان “هیجان زده” در یک زمینه ممکن است برای غیرفیزیکدانان کاملاً قانع کننده نباشد. اما متأسفانه، یا شاید خوشبختانه، جهان برای رضایت ما کار نمی کند و این بهترین توضیحی است که ما تاکنون برای درک رفتار ذرات بنیادی داشته ایم.
[ad_2]
