Zərrəcik

Qövs qaynaqçıları qaynaq səthindən saçılan isti metal zərrəcikləri olan qaynaq qığılcımlarından qorunmalıdırlar.

Fizika elmlərində zərrəcik həcm, sıxlıq və ya kütlə kimi fiziki və ya kimyəvi xüsusiyyətlər daşıya bilən kiçik lokallaşdırılmış obyektdir.^[1][2] Onlar elektron kimi subatomik zərrəciklərdən, atomlar və molekullar kimi mikroskopik zərrəciklərə, tozlar və digər dənəvər materiallar kimi makroskopik zərrəciklərə qədər ölçü və ya kəmiyyət baxımından dəyişirlər. Zərrəciklər, həmçinin sıxlığından asılı olaraq daha böyük obyektlərin elmi modellərini yaratmaq üçün istifadə edilə bilər, misal olaraq, izdihamda hərəkət edən insanlar və ya hərəkətdə olan göy cisimləri kimi.

Konseptual xüsusiyyətləri

Zərrəciklər çox vaxt nöqtələrlə təmsil olunur. Bu təsvir qazdakı atomların, izdihamdakı insanların və ya gecə səmasında ulduzların hərəkətini təmsil edə bilər.

Zərrəciklər konsepsiyası təbiəti modelləşdirərkən xüsusilə faydalıdır, çünki bir çox fenomenin tam öyrənilməsi mürəkkəb ola bilər və eyni zamanda çətin hesablamaları da əhatə edə bilər.^[3] Əlaqəli proseslərlə bağlı sadələşdirici fərziyyələr etmək üçün istifadə edilə bilər. Fransis Siyers və Mark Zemanski "University Physics" dərsliyində havaya atılan beysbol topunun eniş yerini və sürətini hesablamaq nümunəsini verirlər. Əvvəlcə beysbol topunu sərt hamar kürə kimi ideallaşdırmaqla, sonra fırlanma, batmazlıq və sürtünməni nəzərə almamaqla, nəticədə problemi klassik nöqtəvi zərrəciyin ballistikasına reduksiya edirlər.^[4] Çoxlu sayda zərrəciklərin tətqiqi statistik fizikanın sahəsidir.^[5]

Ölçüləri

"Zərrəcik" termini adətən üç ölçü sinfinə fərqli şəkildə tətbiq edilir. Makroskopik zərrəcik termini adətən atom və molekullardan daha böyük zərrəciklərə aiddir. Həcmləri, formaları, strukturları və s. olmasına baxmayaraq, bunlar ümumiyyətlə nöqtəvari zərrəciklər olaraq mücərrədləşdirilir. Makroskopik zərrəciklərə misal olaraq toz, qum, avtomobil qəzası zamanı dağıntı parçaları və ya hətta qalaktikanın ulduzları qədər böyük obyektlər daxildir.^[6][7]

Başqa bir növ, mikroskopik zərrəciklər adətən karbon dioksid, nanozərrəciklər və kolloid zərrəciklər kimi atomlardan molekullara qədər dəyişən ölçülərdəki zərrəciklərə aiddir. Bu zərrəciklər kimyada, eləcə də atom və molekulyar fizikada öyrənilir. Ən kiçik zərrəciklər atomdan kiçik zərrəciklərə aid olan subatomik zərrəciklərdir.^[8] Bunlara atomların tərkib hissələri - protonlar, neytronlar və elektronlar kimi zərrəciklər, eləcə də yalnız zərrəcik sürətləndiricilərində və ya kosmik şüalarda əmələ gələ bilən zərrəciklərin digər növləri daxildir. Bu zərrəciklər zərrəcik fizikasında öyrənilir.

Həddindən artıq kiçik ölçülərinə görə mikroskopik və subatomik zərrəciklərin tədqiqi kvant mexanikasının sahəsinə daxildir. Onlar dalğa-zərrəcik dualizmi də daxil olmaqla,^[9][10] qutu modelində^[11][12] zərrəciyin göstərdiyi fenomenləri sərgiləyir. Zərrəciklərin identik və ya fərqləndirilə bilən^[13][14] hesab edilə bilməsi bir çox hallarda mühüm məsələdir.

Tərkibi

Proton üç kvarkdan ibarətdir.

Zərrəciklər tərkibinə görə də təsnif edilə bilər. Kompozit zərrəciklər tərkibi olan zərrəcikləri ifadə edir – yəni digər zərrəciklərdən ibarət olan zərrəcikləri.^[15] Məsələn, karbon-14 atomu altı proton, səkkiz neytron və altı elektrondan ibarətdir. Digər tərəfdən, elementar zərrəciklər (həmçinin fundamental zərrəciklər adlanır) digər zərrəciklərdən ibarət olmayan zərrəcikləri ifadə edir.^[16] İndiki dünya anlayışımıza görə, leptonlar, kvarklar və qlüonlar kimi bunlardan çox az sayda mövcuddur. Lakin ola bilsin ki, bunlardan bəziləri hər şeydən əvvəl kompozit zərrəciklərdir və sadəcə olaraq bu an üçün elementar zərrəcik olaraq görünür.^[17] Kompozit zərrəciklər adətən nöqtəvari kimi hesab olunsa da, elementar zərrəciklər tamamilə punktualdır.^[18]

Zərrəciklərin parçalanması

Həm elementar (məsələn, müonlar), həm də kompozit zərrəciklər (uran nüvələri kimi) zərrəcik parçalanmasına məruz qalır. Zərrəcik parçalanmasına məruz qalmayan zərrəciklərə stabil zərrrəciklər deyilir, məslən, elektron və ya helium-4. Stabil zərrəciklərin ömrü sonsuz və ya parçalanmalarını müşahidə etmək cəhdlərinə çətinlik yaradacaq dərəcədə böyük ola bilər. İkinci halda həmin zərrəciklər "müşahidə baxımından stabil" adlanır. Ümumiyyətlə, bir zərrəcik fotonların emissiyası kimi bəzi radiasiya formaları yayaraq yüksək enerjili halından aşağı enerjili hala keçir.

N-cisim simulyasiyası

Hesablama fizikasında N-cisim simulyasiyaları (həmçinin N-hissəciklərin simulyasiyaları adlanır) müəyyən şərtlərin, məsələn, cazibə qüvvəsinin təsiri altında olan zərrəciklərin dinamik sistemlərinin simulyasiyalarıdır.^[19] Bu simulyasiyalar kosmologiyada və hesablamalı maye dinamikasında yayğındır.

N nəzərə alınan hissəciklərin sayına aiddir. Daha yüksək N ilə simulyasiyalar hesablama baxımından daha intensiv olduğundan, çoxlu sayda faktiki zərrəciklərə malik sistemlər tez-tez daha az zərrəciklərə aproksimasiya edilir və simulyasiya alqoritmləri müxtəlif üsullarla optimallaşdırılır.^[19]

Həmçinin bax

• Antizərrəcik
• Broun hərəkəti
• Materiya
• Hissəciklər fizikası

İstinadlar

1. "Particle". AMS Glossary. American Meteorological Society. 2018-05-22 tarixində arxivləşdirilib. İstifadə tarixi: 2015-04-12.
2. Particle // Oxford English Dictionary (3rd). Oxford University Press. September 2005.
3. F. W. Sears; M. W. Zemansky. Equilibrium of a Particle // University Physics (3rd). Addison-Wesley. 1964. 26–27. LCCN 63015265.
4. F. W. Sears; M. W. Zemansky. Equilibrium of a Particle // University Physics (3rd). Addison-Wesley. 1964. səh. 27. LCCN 63015265. A body whose rotation is ignored as irrelevant is called a particle. A particle may be so small that it is an approximation to a point, or it may be of any size, provided that the action lines of all the forces acting on it intersect in one point.
5. F. Reif. Statistical Description of Systems of Particles // Fundamentals of Statistical and Thermal Physics. McGraw-Hill. 1965. 47ff. ISBN 978-0-07-051800-1.
6. J. Dubinski. "Galaxy Dynamics and Cosmology on Mckenzie". Canadian Institute for Theoretical Astrophysics. 2003. 2021-11-02 tarixində orijinalından arxivləşdirilib. İstifadə tarixi: 2011-02-24.
7. G. Coppola; F. La Barbera; M. Capaccioli. "Sérsic galaxy with Sérsic halo models of early-type galaxies: A tool for N-body simulations". Publications of the Astronomical Society of the Pacific. 121 (879). 2009: 437. arXiv:0903.4758. Bibcode:2009PASP..121..437C. doi:10.1086/599288.
8. "Subatomic particle". YourDictionary.com. 2011-03-05 tarixində orijinalından arxivləşdirilib. İstifadə tarixi: 2010-02-08.
9. R. Eisberg; R. Resnick. Photons—Particlelike Properties of Radiation // Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei, and Particles (2nd). John Wiley & Sons. 1985. 26–54. ISBN 978-0-471-87373-0.
10. R. Eisberg; R. Resnick. de Broglie's Postulate—Wavelike Properties of Particles // Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei, and Particles (2nd). John Wiley & Sons. 1985. 55–84. ISBN 978-0-471-87373-0.
11. R. Eisberg; R. Resnick. Solutions of Time-Independent Schroedinger Equations // Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei, Ions, Compounds and Particles (2nd). John Wiley & Sons. 1985. 214–226. ISBN 978-0-471-87373-0.
12. F. Reif. Quantum Statistics of Ideal Gases – Quantum States of a Single Particle // Fundamentals of Statistical and Thermal Physics. McGraw-Hill. 1965. vii–x. ISBN 978-0-07-051800-1.
13. F. Reif. Quantum Statistics of Ideal Gases – Identical Particles and Symmetry Requirements // Fundamentals of Statistical and Thermal Dynamics. McGraw-Hill. 1965. 331ff. ISBN 978-0-07-051800-1.
14. F. Reif. Quantum Statistics of Ideal Gases – Physical Implications of the Quantum-Mechanical Enumeration of States // Fundamentals of Statistical and Thermal Dynamics. McGraw-Hill. 1965. 353–360. ISBN 978-0-07-051800-1.
15. "Composite particle". YourDictionary.com. 2010-11-15 tarixində orijinalından arxivləşdirilib. İstifadə tarixi: 2010-02-08.
16. "Elementary particle". YourDictionary.com. 2010-10-14 tarixində orijinalından arxivləşdirilib. İstifadə tarixi: 2010-02-08.
17. I. A. D'Souza; C. S. Kalman. Preons: Models of Leptons, Quarks and Gauge Bosons as Composite Objects. World Scientific. 1992. ISBN 978-981-02-1019-9.
18. US National Research Council. What is an elementary particle? // Elementary-Particle Physics. US National Research Council. 1990. səh. 19. ISBN 0-309-03576-7. 2022-02-02 tarixində arxivləşdirilib. İstifadə tarixi: 2022-08-13.
19. A. Graps. "N-Body / Particle Simulation Methods". 20 March 2000. 5 April 2001 tarixində orijinalından arxivləşdirilib. İstifadə tarixi: 2019-04-18.

Əlavə oxu

• "What is a particle?". University of Florida, Particle Engineering Research Center. 23 July 2010.
• D. J. Griffiths. Introduction to Particle Physics (2nd). Wiley-VCH. 2008. ISBN 978-3-527-40601-2.
• M. Alonso; E. J. Finn. Dynamics of a particle // Fundamental University Physics, Volume 1. Addison-Wesley. 1967. LCCN 66010828.
• M. Alonso; E. J. Finn. Dynamics of a system of particles // Fundamental University Physics, Volume 1. Addison-Wesley. 1967. LCCN 66010828.
• S. Segal. "What is a Particle? - Definition & Theory". High School Chemistry: Help and Review. Study.com. n.d. Chapter 4, Lesson 6.
• "A basic guide to particle characterization" (PDF). Malvern Instruments. 2015.