Di Doug Bennett (Aggiornato il 30 agosto 2022)
Sebbene gli atomi siano le unità più piccole della materia con proprietà costanti, il vero fondamento del mondo fisico risiede in particelle ancora più piccole degli atomi:particelle subatomiche. Questi costituenti fondamentali, tra cui protoni, neutroni, elettroni, quark e particelle radioattive alfa e beta, compongono e talvolta smantellano la materia che ci circonda.
Scoperti da Ernest Rutherford nel 1919, i protoni risiedono nei nuclei atomici e trasportano una carica elettrica positiva. La massa di ciascun protone è pari a circa un’unità di massa atomica (amu) e, insieme ai neutroni, rappresentano la maggior parte della massa di un atomo. Il numero di protoni definisce il numero atomico di un elemento.
James Chadwick identificò i neutroni nel 1932. Come i protoni, i neutroni hanno una massa di circa un amu ma sono elettricamente neutri. Le variazioni nel conteggio dei neutroni danno origine agli isotopi di un singolo elemento.
Signore J.J. Thomson osservò per la prima volta gli elettroni nel 1897. Gli elettroni orbitano attorno al nucleo in una nuvola di elettroni, possedendo una massa 1.840 volte più piccola di quella di un protone e una carica negativa. Gli elettroni guidano il legame chimico attraverso perdita, guadagno o condivisione con altri atomi.
Le particelle alfa sono costituite da due protoni e due neutroni, il nucleo di un atomo di elio. Vengono emessi durante il decadimento alfa di nuclei pesanti e instabili. Sebbene siano a bassa energia e a corto raggio, le particelle alfa possono essere altamente dannose per i tessuti biologici al contatto.
Le particelle beta sono elettroni ad alta energia (β⁻) o positroni (β⁺) prodotti dal decadimento beta. Viaggiano a velocità prossime a quelle della luce, penetrando nei materiali fino a 100 volte più in profondità rispetto alle particelle alfa.
I quark sono le più piccole entità subatomiche conosciute e costituiscono le vere particelle elementari della materia. Esistono sei sapori:su, giù, fascino, strano, alto, basso, ciascuno con una delle tre cariche "colore" (rosso, blu, verde). I protoni sono costituiti da due quark up e uno down; i neutroni comprendono due quark down e uno up.
Per informazioni scientifiche più dettagliate, consulta la voce di Wikipedia sulle particelle e la definizione NIST dell'unità di massa atomica .
