في عام 1911 ، اكتشف إرنست رذرفورد أن جوهر كل ذرة هو نواة. تتكون النوى الذرية من بروتونات موجبة كهربائيًا ونيوترونات متعادلة كهربائيًا. يتم تجميع هذه العناصر معًا بواسطة أقوى قوة أساسية معروفة ، تسمى القوة القوية. تشكل النواة أقل بكثير من 01٪ من حجم من الذرة ، ولكنها تحتوي عادةً على أكثر من 99.9٪ من كتلة الذرة.
يتم تحديد الخصائص الكيميائية للمادة بواسطة الإلكترونات سالبة الشحنة التي تغلف النواة. عادة ما يتطابق عدد الإلكترونات مع عدد البروتونات في النواة. بعض النوى غير مستقرة وقد تخضع للاضمحلال الإشعاعي ، وتصل في النهاية إلى حالة مستقرة من خلال انبعاث الفوتونات (اضمحلال جاما) ، أو انبعاث أو التقاط الإلكترونات أو البوزيترونات (اضمحلال بيتا) ، أو انبعاث نوى الهليوم (اضمحلال ألفا) ، أو توليفة من هذه العمليات. معظم النوى كروية أو إهليلجية ، على الرغم من وجود بعض الأشكال الغريبة. يمكن أن تهتز النوى وتدور عندما تصطدم بجزيئات أخرى. بعضها غير مستقر وسوف ينفصل أو يغير العدد النسبي للبروتونات والنيوترونات.
حقائق النوى
- تحتوي حبة الرمل النموذجية على أكثر من 10 ملايين تريليون نواة. هذا يزيد بمقدار 100 مرة عن عدد الثواني منذ بداية الكون.
- تمثل النواة أكثر من 99.9994٪ من إجمالي الكتلة الذرية ، لكنها تحتل أقل من واحد على عشرة تريليون من الحجم الذري.
- جميع النوى لها نفس الكثافة تقريبًا. إذا تم تحطيم القمر بنفس الكثافة ، فسيتم وضعه داخل استاد يانكي.
مكتب العلوم التابع لوزارة الطاقة: مساهمات في أبحاث النواة
يدعم مكتب الفيزياء النووية التابع لوزارة الطاقة في مكتب العلوم البحث لفهم جميع أشكال المادة النووية. يتضمن هذا البحث آليات تشكل نوى ثقيلة في اندماجات النجوم النيوترونية الكونية. ويشمل أيضًا الكشف عن خصائص النوى غير المعروفة سابقًا في حالتها الطبيعية للتطبيقات المهمة في الطب والتجارة والدفاع الوطني. هناك مجال آخر للدراسة وهو الفهم الدقيق لكيفية بناء النوى اعتمادًا على عدد البروتونات والنيوترونات بداخلها. يركز بحث آخر على تسخين النوى لدرجة حرارة الكون المبكر لفهم كيفية تكثيفها من حساء الكوارك-غلوون الذي كان موجودًا في ذلك الوقت.
