పరమాణువు నిర్మాణం చాలా ఆసక్తికరంగా ఉంటుంది. పరమాణువులు తప్పనిసరిగా అనేక పరమాణు కేంద్రకాలు మరియు నిర్దిష్ట క్రమం మరియు ఆకారంతో కణాలతో రూపొందించబడిన సంక్లిష్ట నిర్మాణాలు. ప్రతి అణువుకు నిర్దిష్ట సంఖ్యలో ప్రోటాన్లు (పోల్స్), ఎలక్ట్రాన్లు (పాజిట్రాన్లు) మరియు న్యూట్రాన్లు (ఏకరీతిలో ధనాత్మక చార్జ్) ఉంటాయి. వాస్తవానికి, పరమాణు ఐసోటోప్‌ను నిర్ణయించే అణువులోని న్యూట్రాన్లు మరియు ప్రోటాన్ల క్రమం.
పరమాణువు యొక్క నిర్మాణం కూడా శక్తి పరిరక్షణ చట్టంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఈ చట్టంలో, శక్తిని నాశనం చేయడం లేదా సృష్టించడం సాధ్యం కాదు, ఒక రాష్ట్రం నుండి మరొక స్థితికి మాత్రమే మార్చబడుతుంది. శక్తి పరిరక్షణ చట్టం పరమాణువుకే కాకుండా మానవులతో సహా స్థూల ప్రపంచానికి కూడా ఎందుకు వర్తిస్తుందో ఇప్పుడు మీకు తెలుసు! పరమాణువులు ప్రకృతిలో ప్రతిచోటా కనిపించే అత్యంత శక్తివంతమైన కణాల ద్రవ్యరాశి. ఒక అణువు యొక్క కేంద్రకం అసంఖ్యాక ఎలక్ట్రాన్లు, ప్రోటాన్లు (అణువుల కేంద్రకాలు) మరియు న్యూట్రాన్లు (అణువుల తటస్థంగా చార్జ్ చేయబడిన కణాలు)తో నిండి ఉంటుంది.
అణువు యొక్క కేంద్రకం, మనం పైన పేర్కొన్నట్లుగా, హైడ్రోజన్ (ఇది తటస్థ మూలకం), ఆక్సిజన్ (తటస్థ మూలకం కూడా), సిలికాన్ (రెండు ఎలక్ట్రాన్‌లతో కూడిన మూలకం) మరియు బెరీలియం కేంద్రకం (a బోరాన్-కార్బన్ బంధం). అణువు యొక్క నిర్మాణం చాలా క్లిష్టంగా ఉంటుంది, దానిని అధ్యయనం చేయడానికి, వివిధ పద్ధతులు ఉపయోగించబడతాయి. వీటిలో ఒకటి బార్యోనిక్ పార్టికల్ స్పెక్ట్రోస్కోపీని ఉపయోగించడం, ఇందులో బేరియన్ ద్వారా విద్యుదయస్కాంత వికిరణం యొక్క నిర్దిష్ట తరంగదైర్ఘ్యాల శోషణ లేదా పంపిణీని విశ్లేషించడం ద్వారా వివిధ రసాయన కూర్పుతో వివిధ పదార్థాలు కనుగొనబడతాయి.
ఏదైనా పరమాణు పదార్ధం యొక్క పరమాణు ద్రవ్యరాశి లేదా బరువు ప్రోటాన్ సంఖ్య లేదా కణాల కక్ష్య కాన్ఫిగరేషన్‌ల ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. పరమాణు ద్రవ్యరాశి యొక్క స్థిరత్వం ఎలక్ట్రాన్ షెల్స్ స్థాయిపై కూడా ఆధారపడి ఉంటుంది. ప్రోటాన్ల సంఖ్య స్థిరత్వాన్ని నిర్ణయిస్తుంది. జేమ్స్ క్లర్క్ మాక్స్‌వెల్ కనుగొన్న హిగ్స్ బోసన్, సబ్‌టామిక్ కణాల ప్రామాణిక నమూనా, పరమాణువు యొక్క నిర్మాణాన్ని నిర్ణయించింది. హిగ్స్ బోసాన్లు చాలా బరువుగా ఉంటాయి మరియు చాలా అస్థిరంగా ఉంటాయి.
ప్రతి అణువు హైడ్రోజన్, హీలియం మరియు నియాన్‌లతో పాటు అనేక అరుదైన ఐసోటోప్‌లను కలిగి ఉంటుంది. ప్రతి కేంద్రకం ఒకే ప్రోటాన్‌ను మాత్రమే భరించగలిగేలా కేంద్రకాల అమరిక ఉంటుంది. పరమాణువులో ఉండే న్యూట్రాన్ల సంఖ్య దాని కేంద్రకానికి జన్మనివ్వడానికి సరిపోతుంది. అణువు యొక్క నిర్మాణం చాలా క్లిష్టంగా ఉంటుంది, పూర్తి వివరణ ఈ కథనం యొక్క పరిధికి మించినది.
1950ల ప్రారంభంలో రేడియో వేవ్ సైన్స్ ప్రయోగాల ద్వారా నిర్మాణం యొక్క కొలత మొదట ఉపయోగించబడింది. ప్రొఫెసర్ రిచర్డ్ ఫేన్‌మాన్ మరియు అతని బృందం చేసిన ఈ పరిశోధన సబ్‌టామిక్ కణాల సాంద్రతను నిర్ణయించడంలో విజయవంతమైంది. తరువాత, ఇదే పరిశోధనా బృందం విద్యుదయస్కాంత ఆకర్షణ యొక్క బలాన్ని నిర్ణయించడంలో విజయం సాధించింది మరియు స్ఫటికం లేదా రాతి ఏదైనా వ్యవస్థ యొక్క పరిణామానికి పట్టే సమయాన్ని లెక్కించి రికార్డ్ చేయడంలో మొదటిది. ఇదంతా రేడియో సిగ్నల్స్ సహాయంతో జరిగింది మరియు ఇది విజ్ఞాన శాస్త్రానికి కొత్త మరియు విప్లవాత్మక విధానాలకు మార్గం సుగమం చేసింది.
గత దశాబ్దాలలో, ఈ సిగ్నల్‌ల ఉపయోగం విభిన్నమైన కానీ సమానమైన ముఖ్యమైన సాంకేతికతను ఉపయోగించి మళ్లీ అభివృద్ధి చేయబడింది – ఇండిపెండెన్స్ పార్టికల్ సైన్స్ (IP). ఇది ఎలక్ట్రాన్ అమరిక కారణంగా అణువు యొక్క అసమతుల్యతను కొలిచే సాంకేతికత. ఈ సాంకేతికత యొక్క ఉపయోగం పరమాణువులు పూర్తి పరమాణువుగా మారడానికి అవసరమైన ప్రోటాన్ల సంఖ్య యొక్క పరిమాణాత్మక కొలతను అందించింది. ఈ పద్ధతిని ఉపయోగించి, శాస్త్రవేత్తలు ఎలక్ట్రాన్ అమరికల పరంగా అణువు యొక్క నిర్మాణాన్ని గుర్తించగలిగారు.
పరమాణువు యొక్క నిర్మాణాన్ని కొలిచే సాంకేతికతల కుటుంబానికి తాజా చేరికను క్వాంటం పెర్టర్బేషన్ అనాలిసిస్ (QPA) అంటారు. ఇది న్యూక్లియస్ మరియు అణువుల మధ్య బలహీనమైన పరస్పర చర్య ఏర్పడే వ్యవస్థ యొక్క సమయ పరిణామాన్ని కొలుస్తుంది. QPA సాంకేతికత ద్విధ్రువ అని పిలువబడే రెండు-చేతుల వ్యవస్థతో అణువుల సమయ పరిణామాన్ని కొలుస్తుంది. ప్రయోగం ధ్రువణ స్థితిలో ఉన్న అటువంటి రెండు వ్యవస్థలను ఉపయోగించింది, అవి అత్యంత ఉత్తేజితమైనది మరియు తటస్థమైనది. హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్ ద్రావణంలో ఒక అణువు ఏర్పడినప్పుడు మరియు హైడ్రోజన్ పరమాణువులు అధిక ఉత్తేజితం అయినప్పుడు అవి హైడ్రోజన్ బంధాలను ఏర్పరిచే రింగ్ నిర్మాణాల ప్రాంతంలోకి వెళతాయని కనుగొనబడింది. QPA కొలత మాకు స్థానం మరియు హైడ్రోజన్ బంధాలను ఏర్పరచగల అటువంటి అణువుల సంఖ్య మరియు చివరికి ఇతర అణువులతో బంధం గురించి సమాచారాన్ని అందిస్తుంది.