Gli atomi rappresentano i pezzi più piccoli di materia con proprietà costanti e sono indicati come l'unità di base della materia. Tuttavia, gli scienziati hanno scoperto che gli atomi non sono le particelle più piccole in natura. Nonostante la loro minuscola dimensione, esiste una quantità di particelle molto più piccole, note come particelle subatomiche. In realtà, sono queste particelle subatomiche che formano gli elementi costitutivi del nostro mondo, come protoni, neutroni, elettroni e quark, o distruggerlo, come le particelle alfa e beta.

Protoni

Il protone fu scoperto da Earnest Rutherford nel 1919. Questa particella subatomica si trova nei nuclei degli atomi. La massa della particella è pari a circa una massa atomica e, insieme ai neutroni dell'atomo, rappresenta la maggior parte della massa complessiva di un atomo. I protoni hanno una carica positiva. Gli atomi di ogni elemento hanno un numero stabilito di protoni, che rappresentano il numero atomico degli elementi.

Neutroni

Il neutrone è stato scoperto da James Chadwick nel 1932. Questa particella subatomica si trova nei nuclei di atomi. La massa della particella è pari a circa una massa atomica e, insieme ai protoni dell'atomo, rappresenta la maggior parte della massa complessiva dell'atomo. I neutroni non hanno carica elettrica. Il numero di neutroni può variare per gli atomi di un dato elemento, con ogni variazione chiamata isotopo.

Elettroni

L'elettrone è stata la prima particella subatomica ad essere identificata, scoperta da Sir John Joseph Thomson nel 1897. Gli elettroni orbitano attorno al nucleo di un atomo in quella che viene definita una nuvola di elettroni. La massa della particella è minuscola, circa 1.840 volte più piccola di protoni e neutroni. La particella subatomica ha una carica negativa. Gli elettroni sono i principali responsabili delle interazioni chimiche. Gli elettroni nell'orbita esterna sono persi, acquisiti o condivisi con altri atomi, formando legami chimici.

Particelle alfa

Le particelle alfa rappresentano i nuclei degli atomi di elio, composti da due protoni e due neutroni. Queste particelle subatomiche sono prodotte dal decadimento radioattivo alfa in atomi grandi e instabili. Queste particelle hanno energia relativamente bassa e non sono in grado di penetrare molto profondamente in altri materiali. Tuttavia, a causa delle loro dimensioni, le particelle alfa possono essere estremamente distruttive per le cellule umane con cui riescono a entrare in contatto.

Beta Particelle

Le particelle beta rappresentano elettroni liberi o positroni. I positoni hanno la stessa massa degli elettroni, ma possiedono una carica positiva. Le particelle beta sono prodotte dal decadimento betaattivo radioattivo. Hanno un'energia relativamente alta e si muovono a velocità elevate. A causa di queste proprietà, le particelle beta sono in grado di penetrare nei materiali circa 100 volte più profonde delle particelle alfa.

Quark

I quark rappresentano le particelle subatomiche più piccole conosciute. Questi elementi costitutivi della materia sono considerati le nuove particelle elementari, sostituendo i protoni, i neutroni e gli elettroni come particelle fondamentali dell'universo. Ci sono sei tipi, chiamati sapori di quark: su, giù, incantesimo, strano, alto e basso. Inoltre, i quark sono disponibili in tre colori, che rappresentano la loro forza: rosso, blu e verde. Su e giù i quark sono i più comuni e meno massicci. I protoni sono composti da un quark down e due quark up, mentre i neutroni sono composti da un quark down e due quark up.