72. Фундаментальні складові матеріальних об’єктів

Елементарними називають частинки, які у взаємодіях поводять себе як єдине ціле. Першою елементарною частинкою, яку відкрив Дж. Томсон у 1897 p., був електрон. У 1919 p. E.Резерфорд виявив частинку, яка входить до складу ядер атомів – протон. У 1932 р. Д.Чедвік відкрив другу складову частинку ядра – нейтрон. У 1905 р. А.Ейнштейн увів у науковий обіг поняття про складову частинку світла – фотон.

Відомо 4 типи фундаментальних взаємодій: сильна (ядерна)відбувається між ядерними частинками (нуклонами) з участю π- мезонів; електромагнітна забезпечує зв'язки між зарядже­ними частинками; вони реалізуються за допомогою електромагніт­ного поля;слабка;гравітаційна з усіх інших типів фундаментальних взаємодій найслабша.

В останні роки дуже великого успіху досягла класифікація адронів (елементарні частинки, що беруть участь в сильній взаємодії) на основі кваркової моделі. Кварки були придумані в 1964 р. американськими фізиками Гелл-Маном і незалежно від нього Цвейг. Відповідно до цієї моделі, будь-який адрон складається з трьох кварків з досить незвичайними властивостями. Передбачається, що існує шість ароматів кварків взаємодія між якими здійснюється глюонами. Кварки і глюони мають специфічний заряд, який називається кольором. 

Стандартна модель  елементарних частинок — теоретична конструкція, що описує електромагнітну, слабку і сильну взаємодію всіх елементарних частинок. Стандартна модель не єтеорією всього, так як не описує темну матерію, темну енергію і не включає в себе гравітацію.

Атомне ядро — позитивно заряджена центральна частина атома, в якій зосереджена майже вся його маса. Ядра складаються з протонів і нейтронів, які є різними станами однієї частинки — нуклона.Вид ядер і атомів з даним числом протонів і нейтронів називають нуклідом.Нуклони пов'язані в ядра завдяки ядерним силам, які значно перевершують сили електростатичного відштовхування, що діють між протонами. Для розщеплення ядра необхідно подолати ці сили, тобто витратити енергію. З'єднання нуклонів з утворенням ядра, навпаки, супроводжується вивільненням енергії, яку називають енергією зв'язку ядра.

Оболонковамодельядра – модель ядраатома, в якій нуклони:протони і нейтрони розглядаються як квантові частинки, що рухаються в самоузгодженому центральному потенціалі й мають дискретний енергетичний спектр, подібний до спектру електронів у атомі. 

Ефектом Мессбауера є резонансне поглинання γ-квантів на ядрах речовин, яке виникає тоді коли енергія γ-квантів співпадає з рівнем збудженого ядра.

Нейтронографія - метод вивчення будови молекул, кристалів і рідин за допомогою розсіяння нейтронів. Мезонна хімія – розділ хімії, що вивчає системи в яких або ядро замінене на іншу позитивну частинку або електрон замінений на іншу негативну частинку.

 Векторна модель атома. Вихідним її положенням є те, що енергія електрона в складному атомі визначається електронною конфігурацією - розподілом електронів між наявними орбіталями і комбінацією можливих спінових і орбітальних внесків, що призводять до повного кутового моменту атома. Спін-орбітальна взаємодія зв'язує спінову підсистему квантової системи з її координатною підсистемою. Фактично це означає, що завдяки спін-орбітальній взаємодії вектор спіну має орієнтацію в звичайному координатному просторі.Лембів зсув - незначна за величиною зміна енергії квантовихстанів завдяки взаємодії з нульовими коливаннями електромагнітного поля у вакуумі.