அணுவின் அமைப்பு மிகவும் சுவாரஸ்யமானது. அணுக்கள் அடிப்படையில் பல அணுக்கருக்கள் மற்றும் திட்டவட்டமான வரிசை மற்றும் வடிவத்துடன் கூடிய துகள்களால் ஆன சிக்கலான கட்டமைப்புகள் ஆகும். ஒவ்வொரு அணுவிற்கும் திட்டவட்டமான எண்ணிக்கையில் புரோட்டான்கள் (துருவங்கள்), எலக்ட்ரான்கள் (பாசிட்ரான்கள்) மற்றும் நியூட்ரான்கள் (ஒரே நேர்மறை கட்டணம்) உள்ளன. உண்மையில், அணுவில் உள்ள நியூட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்களின் வரிசையே அணு ஐசோடோப்பை தீர்மானிக்கிறது.
அணுவின் அமைப்பும் ஆற்றல் பாதுகாப்பு விதியை அடிப்படையாகக் கொண்டது. இந்த சட்டத்தில், ஆற்றலை அழிக்கவோ அல்லது உருவாக்கவோ முடியாது, ஒரு மாநிலத்திலிருந்து மற்றொரு நிலைக்கு மாற்றுவது மட்டுமே. ஆற்றல் பாதுகாப்பு சட்டம் அணுவிற்கு மட்டுமல்ல, மனிதர்கள் உட்பட மேக்ரோஸ்கோபிக் உலகிற்கும் ஏன் பொருந்தும் என்பதை இப்போது நீங்கள் அறிவீர்கள்! அணுக்கள் என்பது இயற்கையில் எல்லா இடங்களிலும் காணப்படும் அதிக ஆற்றல் மிக்க துகள்களின் நிறை. ஒரு அணுவின் கருவானது எண்ணற்ற எலக்ட்ரான்கள், புரோட்டான்கள் (அணுக்களின் கருக்கள்) மற்றும் நியூட்ரான்கள் (அணுக்களின் நடுநிலை சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்கள்) ஆகியவற்றால் நிரம்பியுள்ளது.
நாம் மேலே குறிப்பிட்டுள்ளபடி, ஒரு அணுவின் கருவானது, ஹைட்ரஜன் (நடுநிலை உறுப்பு), ஆக்ஸிஜன் (நடுநிலை அல்லாத உறுப்பு), சிலிக்கான் (இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் கொண்ட ஒரு உறுப்பு) மற்றும் பெரிலியம் (a) ஆகியவற்றால் ஆனது. போரான்-கார்பன் பிணைப்பு). அணுவின் அமைப்பு மிகவும் சிக்கலானது, அதை ஆய்வு செய்வதற்காக, பல்வேறு முறைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அதில் ஒன்று, பேரியான் துகள் நிறமாலையின் பயன்பாடாகும், இதில் பல்வேறு வேதியியல் கலவை கொண்ட பல்வேறு பொருட்கள் பேரியனால் மின்காந்த கதிர்வீச்சின் குறிப்பிட்ட அலைநீளங்களின் உறிஞ்சுதல் அல்லது விநியோகத்தை பகுப்பாய்வு செய்வதன் மூலம் கண்டறியப்படுகின்றன.
எந்தவொரு அணு பொருளின் அணு நிறை அல்லது எடை துகள்களின் புரோட்டான் எண் அல்லது சுற்றுப்பாதை அமைப்புகளால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. அணு நிறை நிலைத்தன்மையும் எலக்ட்ரான் ஓடுகளின் அளவைப் பொறுத்தது. புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை நிலைத்தன்மையை தீர்மானிக்கிறது. ஜேம்ஸ் கிளார்க் மேக்ஸ்வெல் கண்டுபிடித்த ஹிக்ஸ் போஸான், துணை அணு துகள்களின் நிலையான மாதிரி, அணுவின் கட்டமைப்பை தீர்மானித்தது. ஹிக்ஸ் போஸான்கள் மிகவும் கனமானவை மற்றும் மிகவும் நிலையற்றவை.
ஒவ்வொரு அணுவிலும் ஹைட்ரஜன், ஹீலியம் மற்றும் நியான் மற்றும் பல அரிய ஐசோடோப்புகள் உள்ளன. ஒவ்வொரு அணுவும் ஒரு புரோட்டானை மட்டுமே தாங்கும் வகையில் அணுக்கருக்களின் அமைப்பு உள்ளது. ஒரு அணுவில் இருக்கும் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையே அதன் உட்கருவைப் பிறப்பிக்கப் போதுமானது. அணுவின் அமைப்பு மிகவும் சிக்கலானது, முழுமையான விளக்கம் இந்தக் கட்டுரையின் எல்லைக்கு அப்பாற்பட்டது.
கட்டமைப்பின் அளவீடு முதன்முதலில் 1950 களின் முற்பகுதியில் ரேடியோ அலை அறிவியல் சோதனைகளால் பயன்படுத்தப்பட்டது. பேராசிரியர் ரிச்சர்ட் ஃபெய்ன்மேன் மற்றும் அவரது குழுவினரின் இந்த ஆராய்ச்சி துணை அணுத் துகள்களின் அடர்த்தியைக் கண்டறிவதில் வெற்றி பெற்றது. பின்னர், இதே ஆராய்ச்சிக் குழு மின்காந்த ஈர்ப்பின் வலிமையை நிர்ணயிப்பதில் வெற்றி பெற்றது மற்றும் ஒரு படிகமாகவோ அல்லது பாறையாகவோ எந்த அமைப்பினதும் பரிணாம வளர்ச்சிக்கான நேரத்தைக் கணக்கிட்டு பதிவு செய்ததில் முதன்மையானது. இவை அனைத்தும் ரேடியோ சிக்னல்களின் உதவியுடன் செய்யப்பட்டது மற்றும் அறிவியலுக்கான புதிய மற்றும் புரட்சிகரமான அணுகுமுறைகளுக்கு இது வழி வகுத்தது.
கடந்த தசாப்தங்களில், இந்த சமிக்ஞைகளின் பயன்பாடு மீண்டும் வேறுபட்ட ஆனால் சமமான முக்கியமான நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கப்பட்டது – சுதந்திர துகள் அறிவியல் (ஐபி). இது எலக்ட்ரான் ஏற்பாட்டின் காரணமாக அணுவின் சமநிலையின்மையை அளவிடும் ஒரு நுட்பமாகும். இந்த நுட்பத்தின் பயன்பாடு அணுக்கள் முழுமையான அணுவாக மாறுவதற்குத் தேவையான புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையின் அளவு அளவைக் கொடுத்தது. இந்த முறையைப் பயன்படுத்தி, எலக்ட்ரான் ஏற்பாடுகளின் அடிப்படையில் அணுவின் கட்டமைப்பை விஞ்ஞானிகள் தீர்மானிக்க முடிந்தது.
அணுவின் கட்டமைப்பை அளவிடும் நுட்பங்களின் குடும்பத்தில் சமீபத்திய சேர்க்கை குவாண்டம் பெர்டர்பேஷன் அனாலிசிஸ் (QPA) என அழைக்கப்படுகிறது. இது ஒரு அமைப்பின் நேர பரிணாமத்தை அளவிடுகிறது, இதன் மூலம் ஒரு கருவிற்கும் ஒரு மூலக்கூறுக்கும் இடையில் பலவீனமான தொடர்பு உருவாகிறது. QPA நுட்பமானது இருமுனை எனப்படும் இரு கை அமைப்புடன் அணுக்களின் நேர பரிணாமத்தை அளவிடுகிறது. சோதனையானது துருவநிலை நிலையில் இருக்கும் இரண்டு அமைப்புகளைப் பயன்படுத்தியது, அதாவது மிகவும் உற்சாகமான ஒன்று மற்றும் நடுநிலையானது. ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜன் கரைசலில் ஒரு மூலக்கூறு உருவாகி, ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் அதிக உற்சாகமடையும் போது அவை ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளை உருவாக்கும் வளைய அமைப்புகளின் பகுதிக்கு நகர்கின்றன என்பது கண்டறியப்பட்டது. QPA அளவீடு, ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளை உருவாக்கக்கூடிய அத்தகைய அணுக்களின் இருப்பிடம் மற்றும் எண்ணிக்கை மற்றும் இறுதியில் மற்ற மூலக்கூறுகளுடன் பிணைப்பு பற்றிய தகவல்களை வழங்குகிறது.