उप - परमाणविक कण

भौतिकी में उप-परमाणु कण एक परमाणु से छोटा कण होता है एक उप-परमाणु कण  एक समग्र कण है जो अन्य कणों न्यूट्रॉन या मेसन से बना होता है यह एक प्राथमिक कण है उदाहरण एक इलेक्ट्रॉन, फोटॉन,  म्यूऑन ये कण भौतिकी और परमाणु भौतिकी इन कणों का अध्ययन करते हैं और वे  परस्पर क्रिया करते हैं। प्रयोगों से पता चलता है कि प्रकाश कणों की एक धारा की तरह व्यवहार कर सकता है जिन्हें फोटॉन कहा जाता है और साथ ही लहर जैसे गुण भी प्रदर्शित कर सकता है इसने क्वांटम-स्केल को प्रतिबिंबित करने के लिए तरंग-कण की अवधारणा को जन्म दिया जिससे यह कणों और तरंगों दोनों की तरह व्यवहार करें एक अन्य अवधारणा जिसमें अनिश्चितता सिद्धांत में कहा गया है कि उनकी कुछ संपत्तियों को एक साथ लिया जाता जैसे कि उनकी एक साथ स्थिति और संवेग को एकदम सही रूप से नहीं मापा जा सकता है तरंग-कण को न केवल फोटॉनों पर बल्कि अधिक भारी कणों पर भी लागू करने के लिए दिखाया गया है क्वांटम क्षेत्र के ढांचे में कणों की बातचीत को संबंधित मौलिक आकार की मात्रा के निर्माण और विनाश के रूप में समझा जाता है यह क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत के साथ कण भौतिकी को मिश्रित करता है।

कण भौतिकी में भी कण की सही परिभाषा के विविध विवरण हैं कण की परिभाषा इसमें सम्मिलित हैं एक कण एक लहर समारोह पतन है जो निम्नलिखित प्रकार से दी गयी है।
 * एक कण एक क्वांटम उत्तेजना त्वरक भौतिकी है।
 * कण एक समूह है जो समूह का अपरिवर्तनीय प्रतिनिधित्व करता है।
 * कण देखी हुई वस्तु है।

रचना द्वारा
उपपरमाण्विक कण या तो प्राथमिक होते हैं, यानी कई अन्य कणों से नहीं बने होते हैं, या मिश्रित होते हैं और एक से अधिक प्राथमिक कणों से बने होते हैं। मानक मॉडल के प्राथमिक कण हैं: इन सभी को अब प्रयोगों द्वारा खोजा गया है, जिनमें नवीनतम शीर्ष क्वार्क (1995), ताऊ न्यूट्रिनो (2000) और हिग्स बोसोन (2012) हैं।
 * क्वार्क के छह स्वाद (कण भौतिकी): अप क्वार्क, डाउन क्वार्क, अजीब क्वार्क,  आकर्षण क्वार्क ,  निचला क्वार्क  और  शीर्ष क्वार्क ;
 * छह प्रकार के लेपटोन: इलेक्ट्रॉन, इलेक्ट्रॉन न्यूट्रिनो, म्यूऑन, म्यूऑन न्यूट्रिनो, ताऊ (कण), न्यूट्रिनो संख्या;
 * बारह गेज बोसोन (बल वाहक): विद्युत चुंबकत्व का फोटॉन, कमजोर अंतःक्रिया के तीन W और Z बोसॉन, और मजबूत बल के आठ ग्लूऑन;
 * हिग्स बॉसन

मानक मॉडल से परे विभिन्न भौतिकी एक प्राथमिक गुरुत्वाकर्षण कण के अस्तित्व की भविष्यवाणी करते हैं और प्राथमिक कणों की सूची #काल्पनिक कण, लेकिन 2021 तक किसी की खोज नहीं की गई है।

हैड्रॉन्स
हैड्रॉन शब्द ग्रीक से आया है और 1962 में लेव ओकुन द्वारा पेश किया गया था। लगभग सभी मिश्रित कणों में ग्लून्स द्वारा एक साथ बंधे कई क्वार्क (और/या एंटीक्वार्क) होते हैं (बिना क्वार्क के कुछ अपवादों के साथ, जैसे पॉजिट्रोनियम और म्यूओनियम)। जिनमें कुछ (≤ 5) क्वार्क होते हैं (प्रतिक्वार्क सहित) हैड्रान  कहलाते हैं। रंग परिरोध के रूप में जानी जाने वाली संपत्ति के कारण, क्वार्क कभी भी अकेले नहीं पाए जाते हैं, लेकिन हमेशा कई क्वार्क वाले हैड्रोन में पाए जाते हैं। हैड्रोन को क्वार्कों की संख्या (प्रतिक्वार्क सहित) से विषम संख्या में क्वार्क (लगभग हमेशा 3) वाले बेरोन में विभाजित किया जाता है, जिनमें से प्रोटॉन और न्यूट्रॉन (दो न्युक्लियोन) अब तक सबसे अच्छे ज्ञात हैं; और सम संख्या वाले क्वार्क (लगभग हमेशा 2, एक क्वार्क और एक एंटीक्वार्क) वाले मेसॉन, जिनमें से pion और खाना सबसे अच्छे रूप में जाने जाते हैं।

प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को छोड़कर, अन्य सभी हैड्रॉन अस्थिर होते हैं और माइक्रोसेकंड या उससे कम में अन्य कणों में क्षय हो जाते हैं। एक प्रोटॉन दो अप क्वार्क और एक डाउन क्वार्क से बना होता है, जबकि न्यूट्रॉन दो डाउन क्वार्क और एक अप क्वार्क से बना होता है। ये आमतौर पर एक परमाणु नाभिक में एक साथ जुड़ते हैं, उदा। एक हीलियम -4 नाभिक दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन से बना होता है। अधिकांश हैड्रॉन इतने लंबे समय तक जीवित नहीं रहते हैं कि वे नाभिक-जैसे कंपोजिट में बंध सकें; जो करते हैं (प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के अलावा) विदेशी नाभिक बनाते हैं।

आँकड़ों के द्वारा
क्वांटम यांत्रिकी के वैज्ञानिक नियम का पालन करने वाले त्रि-आयामी अंतरिक्ष में किसी भी कण की तरह कोई भी उप-परमाण्विक कण या तो एक बोसोन (पूर्णांक स्पिन (भौतिकी) के साथ) या एक फ़र्मियन (विषम अर्ध-पूर्णांक स्पिन के साथ) हो सकता है।

मानक मॉडल में, सभी प्राथमिक फर्मों में स्पिन 1/2 होता है, और क्वार्क में विभाजित होते हैं जो रंग आवेश को वहन करते हैं और इसलिए मजबूत अंतःक्रिया को महसूस करते हैं, और लेप्टॉन जो नहीं करते हैं। प्रारंभिक बोसोन में स्पिन 1 के साथ गेज बोसोन (फोटॉन, डब्ल्यू और जेड, ग्लून्स) शामिल हैं, जबकि हिग्स बोसॉन स्पिन शून्य वाला एकमात्र प्राथमिक कण है।

स्पिन 2 होने के लिए सैद्धांतिक रूप से काल्पनिक ग्रेविटॉन की आवश्यकता होती है, लेकिन यह मानक मॉडल का हिस्सा नहीं है। सुपरसिमेट्री जैसे कुछ एक्सटेंशन स्पिन 3/2 के साथ अतिरिक्त प्राथमिक कणों की भविष्यवाणी करते हैं, लेकिन 2021 तक किसी की खोज नहीं की गई है।

संमिश्र कणों के चक्रण के नियमों के कारण, बेरिऑन (3 क्वार्क) का चक्रण या तो 1/2 या 3/2 होता है, और इसलिए ये फ़र्मियन होते हैं; मेसॉन (2 क्वार्क) में या तो 0 या 1 का पूर्णांक स्पिन होता है, और इसलिए बोसॉन होते हैं।

द्रव्यमान से
विशेष सापेक्षता में, द्रव्यमान-ऊर्जा तुल्यता, {{nowrap begin}ई = एमसी 2. अर्थात्, द्रव्यमान को ऊर्जा के रूप में और इसके विपरीत व्यक्त किया जा सकता है। यदि किसी कण के संदर्भ का एक फ्रेम है जिसमें यह आराम (भौतिकी) है, तो इसका एक सकारात्मक विश्राम द्रव्यमान होता है और इसे बड़े पैमाने पर संदर्भित किया जाता है।

सभी मिश्रित कण भारी होते हैं। बेरिऑन (अर्थात् भारी) में मेसॉन (मतलब मध्यवर्ती) की तुलना में अधिक द्रव्यमान होता है, जो बदले में लेप्टॉन (मतलब हल्का) से भारी होता है, लेकिन सबसे भारी लेप्टान (ताउ कण) बेरिऑन के दो सबसे हल्के स्वादों से भारी होता है ( न्यूक्लियॉन)। यह भी निश्चित है कि विद्युत आवेश वाला कोई भी कण भारी होता है।

जब मूल रूप से 1950 के दशक में परिभाषित किया गया था, तो शब्द बेरोन, मेसॉन और लेप्टान जनता को संदर्भित करते थे; हालाँकि, 1970 के दशक में क्वार्क मॉडल को स्वीकार किए जाने के बाद, यह माना गया कि बेरिऑन तीन क्वार्क के सम्मिश्र हैं, मेसॉन एक क्वार्क और एक प्रतिक्वार्क के सम्मिश्र हैं, जबकि लेप्टान प्राथमिक हैं और बिना किसी रंग आवेश वाले प्राथमिक फ़र्मियन के रूप में परिभाषित किए गए हैं।

सभी द्रव्यमान रहित कण (कण जिनका द्रव्यमान शून्य होता है) प्राथमिक होते हैं। इनमें फोटॉन और ग्लूऑन शामिल हैं, हालांकि बाद वाले को अलग नहीं किया जा सकता है।

क्षय द्वारा
अधिकांश उपपरमाण्विक कण स्थिर नहीं होते हैं। सभी लेप्टान, साथ ही बेरिऑन कण या तो मजबूत बल या कमजोर बल (प्रोटॉन को छोड़कर) द्वारा क्षय करते हैं। प्रोटॉन क्षय के लिए प्रोटॉन ज्ञात नहीं हैं, हालांकि वे वास्तव में स्थिर हैं या नहीं यह अज्ञात है, क्योंकि कुछ बहुत ही महत्वपूर्ण ग्रैंड यूनिफाइड थ्योरीज़ (GUTs) को वास्तव में इसकी आवश्यकता होती है। μ और τ muons, साथ ही उनके एंटीपार्टिकल्स, कमजोर बल द्वारा क्षय हो जाते हैं। न्यूट्रिनोस (और एंटीन्यूट्रिनोस) का क्षय नहीं होता है, लेकिन न्यूट्रिनो दोलनों की एक संबंधित घटना को रिक्त स्थान में भी मौजूद माना जाता है। इलेक्ट्रॉन और इसके एंटीपार्टिकल, पॉज़िट्रॉन, आवेश संरक्षण के कारण सैद्धांतिक रूप से स्थिर होते हैं जब तक कि एक हल्का कण विद्युत आवेश का निरपेक्ष मान न हो ≤ प्रारंभिक शुल्क मौजूद है (जिसकी संभावना नहीं है)। इसका चार्ज अभी तक नहीं दिखाया गया है।

अन्य गुण
सभी अवलोकनीय उप-परमाण्विक कणों में उनका विद्युत आवेश प्राथमिक आवेश का एक पूर्णांक गुणक होता है। मानक मॉडल के क्वार्क में गैर-पूर्णांक विद्युत आवेश होते हैं, अर्थात् गुणक $1/3$e, लेकिन क्वार्क (और गैर-पूर्णांक विद्युत आवेश वाले अन्य संयोजन) को रंग बंधन के कारण अलग नहीं किया जा सकता है। बेरिऑन, मेसॉन और उनके प्रतिकणों के लिए घटक क्वार्क के आवेशों का योग ई के एक पूर्णांक गुणज तक होता है।

अल्बर्ट आइंस्टीन, सत्येन्द्र नाथ बोस, लुइस डी ब्रोगली और कई अन्य लोगों के काम के माध्यम से, वर्तमान वैज्ञानिक सिद्धांत यह मानता है कि सभी कणों में तरंग प्रकृति भी होती है। यह न केवल प्राथमिक कणों के लिए बल्कि परमाणुओं और यहां तक ​​कि अणुओं जैसे यौगिक कणों के लिए भी सत्यापित किया गया है। वास्तव में, गैर-सापेक्षवादी क्वांटम यांत्रिकी के पारंपरिक योगों के अनुसार, तरंग-कण द्वैत सभी वस्तुओं पर लागू होता है, यहां तक ​​कि स्थूल वस्तुओं पर भी; यद्यपि स्थूल वस्तुओं के तरंग गुणों को उनके छोटे तरंग दैर्ध्य के कारण नहीं पहचाना जा सकता है। कई शताब्दियों के लिए कणों के बीच की बातचीत की जांच की गई है, और कुछ सरल कानून इस बात को रेखांकित करते हैं कि कण टकराव और बातचीत में कैसे व्यवहार करते हैं। इनमें से सबसे मौलिक ऊर्जा के संरक्षण और संवेग के संरक्षण के नियम हैं, जो हमें तारों से लेकर क्वार्क तक के परिमाण के पैमाने पर कणों की अंतःक्रियाओं की गणना करने देते हैं। ये न्यूटोनियन यांत्रिकी की पूर्वापेक्षित मूल बातें हैं, मूल रूप से 1687 में प्रकाशित प्राकृतिक दर्शन के गणितीय सिद्धांत में बयानों और समीकरणों की एक श्रृंखला है।

एक परमाणु को विभाजित करना
ऋणावेशित इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान बराबर होता है $1/undefined$ हाइड्रोजन परमाणु का। हाइड्रोजन परमाणु के द्रव्यमान का शेष धनावेशित प्रोटॉन से आता है। किसी तत्व की परमाणु संख्या उसके नाभिक में प्रोटॉन की संख्या है। न्यूट्रॉन तटस्थ कण होते हैं जिनका द्रव्यमान प्रोटॉन की तुलना में थोड़ा अधिक होता है। एक ही तत्व के विभिन्न समस्थानिकों में समान संख्या में प्रोटॉन होते हैं लेकिन न्यूट्रॉन की संख्या भिन्न होती है। एक समस्थानिक की द्रव्यमान संख्या न्यूक्लियंस (न्यूट्रॉन और प्रोटॉन सामूहिक रूप से) की कुल संख्या है।

रसायन विज्ञान खुद से संबंधित है कि कैसे इलेक्ट्रॉन साझाकरण परमाणुओं को क्रिस्टल और अणुओं जैसी संरचनाओं में बांधता है। रसायन विज्ञान की समझ में जिन उपपरमाण्विक कणों को महत्वपूर्ण माना जाता है, वे हैं इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन। परमाणु भौतिकी इस बात से संबंधित है कि कैसे प्रोटॉन और न्यूट्रॉन स्वयं को नाभिक में व्यवस्थित करते हैं। उप-परमाण्विक कणों, परमाणुओं और अणुओं के अध्ययन और उनकी संरचना और अंतःक्रियाओं के अध्ययन के लिए क्वांटम यांत्रिकी की आवश्यकता होती है। संख्याओं और प्रकार के कणों को बदलने वाली प्रक्रियाओं का विश्लेषण करने के लिए क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत की आवश्यकता होती है। उपपरमाणविक कणों के अध्ययन को पार्टिकल फिजिक्स कहा जाता है। उच्च-ऊर्जा भौतिकी शब्द कण भौतिकी का लगभग पर्यायवाची है क्योंकि कणों के निर्माण के लिए उच्च ऊर्जा की आवश्यकता होती है: यह केवल ब्रह्मांडीय किरणों या कण त्वरक के परिणामस्वरूप होता है। घटना विज्ञान (कण भौतिकी) इन प्रयोगों से प्राप्त उप-परमाणु कणों के बारे में ज्ञान को व्यवस्थित करता है।

इतिहास
उपपरमाण्विक कण शब्द मोटे तौर पर 1960 के दशक का एक पुराना नाम है, जिसका उपयोग बड़ी संख्या में बेरोन और मेसॉन (जिसमें हैड्रॉन शामिल हैं) को उन कणों से अलग करने के लिए किया जाता है जिन्हें अब प्राथमिक कण माना जाता है। इससे पहले हैड्रोन को आमतौर पर प्राथमिक के रूप में वर्गीकृत किया जाता था क्योंकि उनकी रचना अज्ञात थी।

महत्वपूर्ण खोजों की एक सूची इस प्रकार है:

यह भी देखें
• Atom: Journey Across the Subatomic Cosmos (book)

• Atom: An Odyssey from the Big Bang to Life on Earth...and Beyond (book)

• CPT invariance

• Dark matter

• Hot spot effect in subatomic physics

• List of fictional elements, materials, isotopes and atomic particles

• List of particles

• Poincaré symmetry

सामान्य पाठक

 * Feynman, R.P. & Weinberg, S. (1987). Elementary Particles and the Laws of Physics: The 1986 Dirac Memorial Lectures. Cambridge Univ. Press.
 * Oerter, Robert (2006). The Theory of Almost Everything: The Standard Model, the Unsung Triumph of Modern Physics. Plume. ISBN 978-0452287860
 * Schumm, Bruce A. (2004). Deep Down Things: The Breathtaking Beauty of Particle Physics. Johns Hopkins University Press. ISBN 0-8018-7971-X.
 * Schumm, Bruce A. (2004). Deep Down Things: The Breathtaking Beauty of Particle Physics. Johns Hopkins University Press. ISBN 0-8018-7971-X.

पाठ्यपुस्तकें

 * Coughlan, G.D., J.E. Dodd, and B.M. Gripaios (2006). The Ideas of Particle Physics: An Introduction for Scientists, 3rd ed. Cambridge Univ. Press. An undergraduate text for those not majoring in physics.

बाहरी संबंध

 * University of California: Particle Data Group.