Энэ хичээлээр бид бөөмсийн үндсэн ойлголт, тэдгээрийн хими, физикийн аль алинд нь хамгийн чухал ач холбогдлыг судлах болно. Бөөмүүд нь материйг бүрдүүлдэг хамгийн өчүүхэн элементүүдээс эхлээд тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийг удирддаг хүч хүртэл орчлон ертөнцийн барилгын материал юм. Бид хими, физикийн хүрээнд бөөмсийн шинж чанар, ангилал, хэрэглээг судлах болно.
Үндсэндээ бөөмс нь эзэлхүүн, масс эсвэл цэнэг гэх мэт хэд хэдэн физик, химийн шинж чанартай байж болох жижиг орон нутгийн объект юм. Бөөмүүд нь электрон, протон, нейтрон гэх мэт субатомын бөөмсөөс эхлээд атом, молекул зэрэг том хэмжээтэй байж болно. Бөөмийн үзэл баримтлал нь бүх төрлийн материйн бүтэц, зан төлөвийг ойлгоход маш чухал юм.
Химийн шинжлэх ухаанд тоосонцор нь химийн бодисын үндэс суурь болох атом ба молекулуудыг хэлдэг. Атом нь химийн шинж чанараа хадгалдаг элементийн хамгийн жижиг нэгж юм. Атомууд нь протон ба нейтроноос тогтсон цөмөөс бүрддэг ба электронууд нь цөмийг тойрон эргэдэг. Нөгөө талаас молекулууд нь химийн урвалд оролцож болох нэгдлийн хамгийн жижиг нэгжийг төлөөлдөг, хоорондоо холбогдсон атомуудын бүлэг юм.
Физик нь бөөмсийн талаарх бидний ойлголтыг илүү суурь түвшинд хүргэж, атомыг бүрдүүлдэг протон, нейтрон, электрон гэх мэт бөөмс, түүнчлэн фотон, кварк гэх мэт уламжлалт байдлаар матери үүсгэдэггүй бөөмсүүдэд анхаарлаа хандуулдаг. Эдгээр бөөмсийг судлах нь эрдэмтэд орчлон ертөнцийг удирдаж буй хүч, харилцан үйлчлэлийг тайлахад тусалдаг.
Субатомын бөөмс нь атомаас жижиг хэсгүүд юм. Үүнд:
Стандарт загвар нь таталцлыг эс тооцвол орчлон ертөнцөд мэдэгдэж байгаа дөрвөн үндсэн хүчний гурвыг нь тайлбарлаж, бүх мэдэгдэж буй атомын доорх бөөмсийг ангилдаг бөөмийн физикийн онол юм. Энэ нь хоёр төрлийн бөөмсийг хүлээн зөвшөөрдөг: бодисын барилгын материал болох фермионууд ба фермионуудын хоорондох хүчийг зуучлагч бозонууд . Жишээлбэл, фотонууд нь цахилгаан соронзон хүчийг зөөдөг бозонууд бөгөөд электронууд хоорондоо харилцан үйлчлэх боломжийг олгодог.
Бөөмүүд нь цахилгаан соронзон хүч, сул цөмийн хүч, хүчтэй цөмийн хүч, таталцлыг багтаасан үндсэн хүчээр харилцан үйлчилдэг. Эдгээр харилцан үйлчлэл нь материйн шинж чанарыг микроскопийн болон макроскопийн түвшинд тодорхойлоход маш чухал юм. Жишээлбэл, цахилгаан соронзон хүч нь атом ба молекулуудын хоорондох химийн урвалыг хариуцдаг бол хүчтэй цөмийн хүч нь атомын цөмийг хамтад нь байлгадаг.
Бөөмс болон тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийн талаархи ойлголт нь хими, физикийн аль алинд нь олон тооны ахиц дэвшилд хүргэсэн. Энд зарим жишээ байна:
Түүхэнд туршилтууд бөөмсийн талаарх бидний мэдлэгийг дээшлүүлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэсэн. Жишээлбэл, Ж.Ж.Томсон 1897 онд электроныг нээсэн нь вакуум хоолой дахь катодын цацрагийг ажиглаж, сөрөг цэнэгтэй бөөмс байдаг гэсэн дүгнэлтэд хүргэсэн. Хожим нь Эрнест Рутерфордын 1911 онд хийсэн алтан тугалган цаасны туршилт нь атомын цөмийн тухай ойлголтыг өгч, атомууд нь электроноор хүрээлэгдсэн нягт, эерэг цэнэгтэй цөмөөс бүрддэг болохыг олж мэдсэн.
Сүүлийн үед CERN-ийн Том Адрон Коллайдер (LHC) нь Стандарт загвараар урьдчилан таамагласан тоосонцор, тэр дундаа 2012 онд Хиггс бозоныг нээхэд чухал үүрэг гүйцэтгэсэн. Хиггс бозон нь зарим бөөмс яагаад масстай байдгийг ойлгоход чухал ач холбогдолтой бөгөөд энэ нь бүтцийг илүү тодорхой болгоход чухал ач холбогдолтой юм. материйн.
Хэдийгээр мэдэгдэхүйц ахиц дэвшил гарсан ч тоосонцорыг судлах нь сорилттой тулгарсаар, шинэ асуултуудыг дэвшүүлсээр байна. Жишээлбэл, Стандарт загвар нь таталцлын хүчийг тооцдоггүй бөгөөд харанхуй бодис, харанхуй энергийн мөн чанар нь нууцлаг хэвээр байна. Эдгээр оньсого нь бөөмийн физикийн хил хязгаарыг төлөөлж, байнгын судалгаа, туршилтыг удирддаг.
Дүгнэж хэлэхэд бөөмс нь химийн шинжлэх ухаанд судлагдсан атом, молекулуудаас эхлээд физикт судлагдсан субатомын тоосонцор хүртэл орчлон ертөнцийн үндэс суурь болдог. Бөөмүүдийг судлах нь материйн үндсэн бүтэц, тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийг удирддаг хүчийг илрүүлж, шинэ нээлт, технологийн дэвшлийг бий болгодог. Биднийг орчлон ертөнцийн нууцыг үргэлжлүүлэн судлахын хэрээр бөөмс болон тэдгээрийн зан төлөвийг ойлгох нь өчүүхэн болон асар том сансар огторгуйн нууцыг тайлах түлхүүр хэвээр байна.
