فيزياء نووية
يتعامل هذا الفرع من الفيزياء مع بنية النواة الذرية والإشعاع من النوى غير المستقرة. أصغر بحوالي 10000 مرة من الذرة ، تجذب الجزيئات المكونة للنواة والبروتونات والنيوترونات بعضها البعض بقوة شديدة من قبل القوى النووية لدرجة أن الطاقات النووية أكبر بما يقرب من 1000000 مرة من الطاقات الذرية النموذجية. هناك حاجة إلى نظرية الكم لفهم البنية النووية.
مثل الذرات المثارة ، يمكن للنواة المشعة غير المستقرة (إما التي تحدث بشكل طبيعي أو تنتج بشكل مصطنع) أن تنبعث منها إشعاع كهرومغناطيسي. تسمى الفوتونات النووية النشطة بأشعة جاما. تنبعث النوى المشعة أيضًا جسيمات أخرى: إلكترونات سالبة وإيجابية (أشعة بيتا) ، مصحوبة بالنيوترينوات ونواة الهليوم (أشعة ألفا).
تتضمن أداة البحث الرئيسية للفيزياء النووية استخدام حزم من الجسيمات (على سبيل المثال ، البروتونات أو الإلكترونات) الموجهة كمقذوفات ضد الأهداف النووية. يتم الكشف عن جزيئات الارتداد وأي شظايا نووية ناتجة ، ويتم تحليل اتجاهاتها وطاقاتها للكشف عن تفاصيل البنية النووية ولمعرفة المزيد عن القوة القوية. إن القوة النووية الأضعف بكثير ، أو ما يسمى بالتفاعل الضعيف ، هي المسؤولة عن انبعاث أشعة بيتا. تستخدم تجارب التصادم النووي حزمًا من الجسيمات عالية الطاقة ، بما في ذلك تلك الجسيمات غير المستقرة التي تسمى الميزونات التي تنتجها التصادمات النووية الأولية في مسرعات يطلق عليها مصانع ميزون. إن تبادل الميزونات بين البروتونات والنيوترونات مسؤول مباشرة عن القوة القوية. (للاطلاع على الآلية الكامنة وراء الميزونات ، انظر أدناه القوى والحقول الأساسية).
في النشاط الإشعاعي وفي التصادمات التي تؤدي إلى تفكك نووي ، يتم تغيير الهوية الكيميائية للهدف النووي كلما كان هناك تغيير في الشحنة النووية. في تفاعلات الانشطار والاندماج النووي التي تنقسم فيها النوى غير المستقرة ، على التوالي ، إلى نوى أصغر أو تندمج في نوى أكبر ، يتجاوز إطلاق الطاقة بكثير أي تفاعل كيميائي.
