Depuis la théorie de l'atome a été proposé en 1808, les scientifiques ont découvert progressivement l'atome soit composé de neutrons, électrons et protons, avec le noyau essentiellement constitué de neutrons. Entre 1960 et 1970 cependant, plusieurs théories ont émergé expliquant les comportements de noyau plus complexes trouvés au cours de divers types d'expériences. Le noyau d'un atome est maintenant comprise comme un système composite de neutrons et de protons, en adoptant des forces sur l'autre.
Notions de base
A l'intérieur d'un noyau, une combinaison quelconque de protons et de neutrons peut être présent. Le noyau plus simple est celle de l'hydrogène, qui contient un seul proton, bien que certains noyaux contiennent plus de 300. Les protons et les neutrons contenus dans un noyau sont appelés nucléons, qui sont maintenues ensemble par une force appelée énergie de liaison.
Énergie de liaison
Énergie de liaison au sein du noyau augmente en force que la masse du noyau augmente. l'énergie de liaison peut varier, ce qui provoque un noyau moins stable ou demi-vie plus courte. Protons sont des particules qui portent une charge positive, tandis que les neutrons sont des particules neutres. Protons peuvent encore être disséquées en quarks et leptons, qui sont censées être la source de toute la matière (ainsi que leurs particules d'antimatière correspondantes).
Leptons et quarks
Leptons peut être neutre ou chargé positivement - leptons positifs portent la charge équivalente à un électron, ce qui explique pourquoi ils sont notés comme un minuscule e dans les équations. Quarks d'autre part, sont connus comme des particules ponctuelles, et d'avoir un tiers ou deux tiers de la charge d'un électron.
Modèle standard
La cartographie du sous-noyau des particules comme les quarks et les leptons est un développement majeur dans le monde de la physique, et est connu comme le modèle standard des interactions fondamentales. Ce modèle a été développé sur deux à trois décennies, et est constamment affinée que de nouvelles découvertes sont faites. Dans ce modèle, les leptons et les quarks sont classés en trois familles. Deux familles ont peu d'impact sur le monde, comme les particules dans ces catégories sont de courte durée, mais la famille principale est connue comme up-and-down quarks et leptons.