পরমাণু তৈরি করা কণাগুলিকে বিভিন্ন উপায়ে কল্পনা করা যেতে পারে - উদাহরণস্বরূপ, গোলাকার ধূলিকণার আকারে। এগুলি এত ছোট যে প্রতিটি ধূলিকণা আলাদাভাবে বিবেচনা করা যায় না। আশেপাশের জগতের সমস্ত পদার্থ এই ধরনের কণা দ্বারা গঠিত। যে কণাগুলো পরমাণু তৈরি করে?
সংজ্ঞা
একটি উপপারমাণবিক কণা সেই "ইট"গুলির মধ্যে একটি যা থেকে সমগ্র বিশ্ব তৈরি করা হয়েছে। এই কণাগুলির মধ্যে রয়েছে প্রোটন এবং নিউট্রন, যা পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের অংশ। নিউক্লিয়াসের চারপাশে ঘূর্ণায়মান ইলেকট্রনগুলিও এই শ্রেণীর অন্তর্গত। অন্য কথায়, পদার্থবিজ্ঞানে উপ-পরমাণু কণা হল প্রোটন, নিউট্রন এবং ইলেকট্রন। মানুষের কাছে পরিচিত বিশ্বে, একটি নিয়ম হিসাবে, অন্য ধরণের কণা পাওয়া যায় না - তারা অস্বাভাবিকভাবে ছোট হয়। যখন তাদের বয়স শেষ হয়, তারা সাধারণ কণায় ক্ষয় হয়ে যায়।
যেসব উপপারমাণবিক কণা তুলনামূলকভাবে স্বল্প বাস করে, তাদের সংখ্যা আজ শত শত। তাদের সংখ্যা এত বেশি যে বিজ্ঞানীরা আর তাদের জন্য সাধারণ নাম ব্যবহার করেন না। তারার মতো, তাদের প্রায়শই সংখ্যাসূচক এবং বর্ণানুক্রমিক উপাধি দেওয়া হয়।
মূল বৈশিষ্ট্য
স্পিন, বৈদ্যুতিক আধান এবং ভর হল যেকোন সাবপারমাণবিক কণার সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য। যেহেতু একটি কণার ওজন প্রায়ই ভরের সাথে যুক্ত থাকে, তাই কিছু কণাকে ঐতিহ্যগতভাবে "ভারী" বলা হয়। আইনস্টাইনের সমীকরণ (E=mc2) নির্দেশ করে যে একটি উপ-পরমাণু কণার ভর সরাসরি তার শক্তি এবং গতির উপর নির্ভর করে। বৈদ্যুতিক চার্জের জন্য, এটি সর্বদা মৌলিক এককের একাধিক। উদাহরণস্বরূপ, যদি একটি প্রোটনের চার্জ +1 হয়, তাহলে একটি ইলেকট্রনের চার্জ -1 হয়। যাইহোক, কিছু সাবঅ্যাটমিক কণা যেমন ফোটন বা নিউট্রিনোর কোনো বৈদ্যুতিক চার্জ নেই।
এছাড়াও, একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য হল কণার জীবনকাল। অতি সম্প্রতি, বিজ্ঞানীরা আত্মবিশ্বাসী হয়েছেন যে ইলেকট্রন, ফোটন, সেইসাথে নিউট্রিনো এবং প্রোটন সম্পূর্ণরূপে স্থিতিশীল এবং তাদের জীবনকাল প্রায় অসীম। যাইহোক, এটি পুরোপুরি সত্য নয়। উদাহরণস্বরূপ, নিউট্রন স্থিতিশীল থাকে যতক্ষণ না এটি একটি পরমাণুর নিউক্লিয়াস থেকে "মুক্ত" হয়। এর পরে, এর জীবনকাল গড়ে 15 মিনিট। সমস্ত অস্থির কণা একটি কোয়ান্টাম ক্ষয় প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায় যা কখনই সম্পূর্ণরূপে অনুমান করা যায় না৷
কণা গবেষণা
পরমাণুটিকে অবিভাজ্য হিসাবে বিবেচনা করা হয়েছিল যতক্ষণ না এর গঠন আবিষ্কৃত হয়। প্রায় এক শতাব্দী আগে, রাদারফোর্ড তার বিখ্যাত পরীক্ষাগুলি করেছিলেন, যার মধ্যে ছিল আলফা কণার স্রোতের সাথে একটি পাতলা শীট বোমাবর্ষণ করা। এটি প্রমাণিত হয়েছে যে পদার্থের পরমাণুগুলি কার্যত খালি। এবং পরমাণুর কেন্দ্রে যাকে আমরা পরমাণুর নিউক্লিয়াস বলি - এটিপরমাণুর চেয়ে হাজার গুণ ছোট। সেই সময়, বিজ্ঞানীরা বিশ্বাস করতেন যে পরমাণু দুটি ধরণের কণা নিয়ে গঠিত - নিউক্লিয়াস এবং ইলেকট্রন।
সময়ের সাথে সাথে, বিজ্ঞানীদের একটি প্রশ্ন রয়েছে: কেন প্রোটন, ইলেক্ট্রন এবং পজিট্রন একসাথে লেগে থাকে এবং কুলম্ব বাহিনীর প্রভাবে বিভিন্ন দিকে ভেঙে যায় না? এবং সেই সময়ের বিজ্ঞানীদের জন্যও এটি অস্পষ্ট ছিল: যদি এই কণাগুলি প্রাথমিক হয়, তবে তাদের কিছুই ঘটতে পারে না এবং তাদের চিরকাল বেঁচে থাকতে হবে।
কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞানের বিকাশের সাথে, গবেষকরা খুঁজে পেয়েছেন যে নিউট্রন ক্ষয় সাপেক্ষে এবং একই সময়ে বেশ দ্রুত। এটি একটি প্রোটন, একটি ইলেক্ট্রন এবং অন্য কিছুতে ক্ষয়প্রাপ্ত হয় যা ধরা যায় না। পরেরটি শক্তির অভাব লক্ষ্য করা গেছে। তখন বিজ্ঞানীরা ধরে নিয়েছিলেন যে প্রাথমিক কণার তালিকা শেষ হয়ে গেছে, কিন্তু এখন জানা গেছে যে এটি ঘটনা থেকে অনেক দূরে। নিউট্রিনো নামে একটি নতুন কণা আবিষ্কৃত হয়েছে। এটি কোন বৈদ্যুতিক চার্জ বহন করে না এবং এর ভর খুবই কম।
নিউট্রন
নিউট্রন একটি উপ-পরমাণু কণা যার একটি নিরপেক্ষ বৈদ্যুতিক চার্জ রয়েছে। এর ভর একটি ইলেকট্রনের ভরের প্রায় 2,000 গুণ। যেহেতু নিউট্রন নিরপেক্ষ কণার শ্রেণীর অন্তর্গত, তারা সরাসরি পরমাণুর নিউক্লিয়াসের সাথে যোগাযোগ করে, তাদের ইলেক্ট্রন শেলগুলির সাথে নয়। নিউট্রনগুলির একটি চৌম্বকীয় মুহূর্তও রয়েছে যা বিজ্ঞানীদের পদার্থের মাইক্রোস্কোপিক চৌম্বকীয় কাঠামো অন্বেষণ করতে দেয়। নিউট্রন বিকিরণ এমনকি জৈবিক জীবের জন্য ক্ষতিকর নয়।
সাবটমিক কণা – প্রোটন
বিজ্ঞানীরা এগুলো খুঁজে পেয়েছেন"পদার্থের ইট" তিনটি কোয়ার্কের সমন্বয়ে গঠিত। প্রোটন একটি ধনাত্মক চার্জযুক্ত কণা। প্রোটনের ভর ইলেকট্রনের ভরকে 1836 গুণ বেশি করে। একটি প্রোটন এবং একটি ইলেক্ট্রন একত্রিত হয়ে সবচেয়ে সহজ রাসায়নিক উপাদান, হাইড্রোজেন পরমাণু তৈরি করে। সম্প্রতি পর্যন্ত, এটি বিশ্বাস করা হয়েছিল যে প্রোটনগুলি তাদের ব্যাসার্ধ পরিবর্তন করতে পারে না তার উপর নির্ভর করে কোন ইলেক্ট্রনগুলি তাদের উপরে কক্ষপথে থাকে। একটি প্রোটন একটি বৈদ্যুতিক চার্জযুক্ত কণা। একটি ইলেক্ট্রনের সাথে সংযোগ করলে এটি একটি নিউট্রনে পরিণত হয়।
ইলেক্ট্রন
ইলেক্ট্রনটি প্রথম আবিষ্কার করেন ইংরেজ পদার্থবিদ জে. থমসন ১৮৯৭ সালে। এই কণাটি, এখন বিজ্ঞানীরা বিশ্বাস করেন, একটি প্রাথমিক বা বিন্দু বস্তু। এটি একটি পরমাণুর একটি উপ-পরমাণু কণার নাম, যার নিজস্ব গঠন নেই - অন্য কোন, ছোট উপাদান নিয়ে গঠিত নয়। একটি প্রোটন এবং একটি নিউট্রনের সাথে মিলনে, একটি ইলেকট্রন একটি পরমাণু গঠন করে। এখন বিজ্ঞানীরা এই কণাটি কী নিয়ে গঠিত তা এখনও বের করতে পারেননি। একটি ইলেকট্রন একটি কণা যার একটি অসীম বৈদ্যুতিক চার্জ আছে। প্রাচীন গ্রীক থেকে অনুবাদে "ইলেক্ট্রন" শব্দের অর্থ "অ্যাম্বার" - সর্বোপরি, হেলাসের বিজ্ঞানীরা বিদ্যুতের ঘটনা তদন্ত করতে অ্যাম্বার ব্যবহার করেছিলেন। এই শব্দটি 1894 সালে ব্রিটিশ পদার্থবিদ জে. স্টনি দ্বারা প্রস্তাবিত হয়েছিল।
কেন প্রাথমিক কণা অধ্যয়ন করবেন?
সাবঅ্যাটমিক কণা সম্পর্কে বিজ্ঞানীদের কেন জানতে হবে এই প্রশ্নের সবচেয়ে সহজ উত্তর হল: পরমাণুর অভ্যন্তরীণ গঠন সম্পর্কে তথ্য থাকা। যাইহোক, এই বিবৃতি শুধুমাত্র সত্য একটি দানা রয়েছে. ATপ্রকৃতপক্ষে, বিজ্ঞানীরা কেবল পরমাণুর অভ্যন্তরীণ কাঠামোই অধ্যয়ন করেন না - তাদের গবেষণার প্রধান ক্ষেত্র হল পদার্থের ক্ষুদ্রতম কণার সংঘর্ষ। যখন এই অত্যন্ত শক্তিশালী কণাগুলি উচ্চ গতিতে একে অপরের সাথে সংঘর্ষে লিপ্ত হয়, তখন আক্ষরিক অর্থে একটি নতুন বিশ্বের জন্ম হয় এবং সংঘর্ষের পরে অবশিষ্ট পদার্থের টুকরোগুলি প্রকৃতির রহস্য উদ্ঘাটনে সহায়তা করে যা বিজ্ঞানীদের কাছে সর্বদা একটি রহস্য রয়ে গেছে৷
