الذرة وأجزاؤها

فكر الفلاسفة في اليونان القديمة عن كيفية تكوين اﻷشياء. أحد اﻷفكار كانت أن أصغر شيء يتكون منه كل شيء هي الذرات. في بداية القرن التاسع عشر، أنجزت التجارب التي تجزم على وجود الذرات بالفعل. كان ينظر إليها على أنها كرات صلبة صغيرة لا يمكن تقسيمها ﻷجزاء أصغر. لكن حدث اكتشاف جديد بعد ذلك بحوالي مائة عام، في نهاية القرن التاسع عشر. يمكن أن تنبعث من الذرات جسيمات أصغر - اﻹلكترونات. لذا فالذرات ليست أصغر مكون للمادة، ﻷنهالا يمكن تقسيمها. منذ حوالي 1930 1930 ونحن نعرف أن الذرات تتكون من ثلاث أنواع من الجسيمات. نجد البروتونات والنيوترونات في النواة الذرية في منتصف الذرة، وتوجد اﻹلكترونات حول النواة. كنا نظن في البداية أن اﻹلكترونات تدور حول النواة كالكواكب حول الشمس. لكننا أصبحنا نعرف أن اﻷمر أكثر تعقيدا بقليل، فاﻹلكترونات لا تدور في مدارات على مسافات ثابتة من النواة، وإنما في شكل سحابة حول النواة. يمكن القول بأن اﻹلكترونات في كل مكان في تلك السحابة في نفس الوقت. سحابة اﻹلكترونات ضخمة مقارنة بالنواة، فهي أكبر منها بعشرات آلاف المرات. إن أردنا عمل رسم للقياس، فلن تكون النواة سوى نقطة صغيرة، لكن الرسم بهذه الطريقة غير واضح، لذا نقوم غالبا بتكبير رسم النواة واﻹلكترونات تدور في مدارات حولها. إنه نموذج جيد ﻹظهار مكونات النواة، دون التطرق للكثير من التفاصيل. في التفاعل الكيميائي، يمكن أن تفقد الذرة ة بعض إلكتروناتها، أو أن تلتقط بعض اﻹلكترونات، أو أن تتشارك إلكترونات مع غيرها. لكن نواة الذرة أكثر استقرارا، فهي لا تتأثر بالتفاعلات الكيميائية. حسنا، وصلنا إلى البروتونات والنيوترونات واﻹلكترونات. هل هذا كل شيء؟ هل هذه الجسيمات هي أصغر مكون للمواد؟ أم هل يمكن تقسيمها ﻷجزاء أصغر؟ على حد علمنا، لا يمكن تقسيم اﻹلكترون ﻷجزاء أصغر. إنها جسيمات جوهرية، أو، جسيمات أولية. ماذا عن النيوترونات والبروتونات؟ إنها تتكون من جسيمات أصغر تسمى الكوارك. يتطلب بناء البروتون أو النيوترون ثلاث كواركات. تتميز الكواركات بأنها لا يمكن عزل أحدها بمفرده. إنها دائما في شكل اثنين معا أو ثلاثة معا. لا نظن أنها تتكون من أجزاء أصغر. تبدو الكواركات جسيمات أولية مثل اﻹلكترونات. لكن العلم يكتشف أمورا جديدة، ومن الممكن أن نغير نظرتنا في المستقبل عن المكونات الجوهرية للمواد.