R-processและอะตอม

ทางลัด: ความแตกต่างความคล้ายคลึงกันค่าสัมประสิทธิ์การเปรียบเทียบ Jaccardการอ้างอิง

ความแตกต่างระหว่าง R-processและอะตอม

R-process vs. อะตอม

R-process คือกระบวนการสังเคราะห์นิวเคลียสที่เกิดขึ้นในการยุบตัวในแกนกลางของมหานวดารา (ดูเพิ่มใน การสังเคราะห์นิวเคลียสของซูเปอร์โนวา) และในการระเบิดของอาวุธนิวเคลียร์ ซึ่งเป็นตัวการทำให้เกิดนิวเคลียสอะตอมของธาตุโลหะหนักชนิดที่มีนิวตรอนมากเป็นจำนวนมากกว่าครึ่งหนึ่งของทั้งเอกภพ คุณลักษณะของกระบวนการนี้คือการจับตัวของนิวตรอนอย่าง "รวดเร็ว" (rapid - เป็นที่มาของชื่อ r-process) ใน seed nucleus ซึ่งโดยมากจะเป็น Ni-56 กลไกการสร้างโลหะหนักที่สำคัญอีกกระบวนการหนึ่งคือ S-process ซึ่งการสังเคราะห์นิวเคลียสจะเป็นการจับตัวนิวตรอน "อย่างช้า" มักเกิดขึ้นในดาวฤกษ์ประเภท AGB กระบวนการทั้งสองนี้เป็นกระบวนการสำคัญในวิวัฒนาการทางเคมีของดาราจักรในการสร้างธาตุที่หนักกว่าเหล็ก. อะตอม (άτομον; Atom) คือหน่วยพื้นฐานของสสาร ประกอบด้วยส่วนของนิวเคลียสที่หนาแน่นมากอยู่ตรงศูนย์กลาง ล้อมรอบด้วยกลุ่มหมอกของอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ นิวเคลียสของอะตอมประกอบด้วยโปรตอนที่มีประจุบวกกับนิวตรอนซึ่งเป็นกลางทางไฟฟ้า (ยกเว้นในกรณีของ ไฮโดรเจน-1 ซึ่งเป็นนิวไคลด์ชนิดเดียวที่เสถียรโดยไม่มีนิวตรอนเลย) อิเล็กตรอนของอะตอมถูกดึงดูดอยู่กับนิวเคลียสด้วยแรงแม่เหล็กไฟฟ้า ในทำนองเดียวกัน กลุ่มของอะตอมสามารถดึงดูดกันและกันก่อตัวเป็นโมเลกุลได้ อะตอมที่มีจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนเท่ากันจะมีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้า มิฉะนั้นแล้วมันอาจมีประจุเป็นบวก (เพราะขาดอิเล็กตรอน) หรือลบ (เพราะมีอิเล็กตรอนเกิน) ซึ่งเรียกว่า ไอออน เราจัดประเภทของอะตอมด้วยจำนวนโปรตอนและนิวตรอนที่อยู่ในนิวเคลียส จำนวนโปรตอนเป็นตัวบ่งบอกชนิดของธาตุเคมี และจำนวนนิวตรอนบ่งบอกชนิดไอโซโทปของธาตุนั้น "อะตอม" มาจากภาษากรีกว่า ἄτομος/átomos, α-τεμνω ซึ่งหมายความว่า ไม่สามารถแบ่งได้อีกต่อไป หลักการของอะตอมในฐานะส่วนประกอบที่เล็กที่สุดของสสารที่ไม่สามารถแบ่งได้อีกต่อไปถูกเสนอขึ้นครั้งแรกโดยนักปรัชญาชาวอินเดียและนักปรัชญาชาวกรีก ซึ่งจะตรงกันข้ามกับปรัชญาอีกสายหนึ่งที่เชื่อว่าสสารสามารถแบ่งแยกได้ไปเรื่อยๆ โดยไม่มีสิ้นสุด (คล้ายกับปัญหา discrete หรือ continuum) ในคริสต์ศตวรรษที่ 17-18 นักเคมีเริ่มวางแนวคิดทางกายภาพจากหลักการนี้โดยแสดงให้เห็นว่าวัตถุหนึ่งๆ ควรจะประกอบด้วยอนุภาคพื้นฐานที่ไม่สามารถแบ่งแยกได้อีกต่อไป ระหว่างช่วงปลายคริสต์ศตวรรษที่ 19 และต้นคริสต์ศตวรรษที่ 20 นักฟิสิกส์ค้นพบส่วนประกอบย่อยของอะตอมและโครงสร้างภายในของอะตอม ซึ่งเป็นการแสดงว่า "อะตอม" ที่ค้นพบตั้งแต่แรกยังสามารถแบ่งแยกได้อีก และไม่ใช่ "อะตอม" ในความหมายที่ตั้งมาแต่แรก กลศาสตร์ควอนตัมเป็นทฤษฎีที่สามารถนำมาใช้สร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของอะตอมได้เป็นผลสำเร็จ ตามความเข้าใจในปัจจุบัน อะตอมเป็นวัตถุขนาดเล็กที่มีมวลน้อยมาก เราสามารถสังเกตการณ์อะตอมเดี่ยวๆ ได้โดยอาศัยเครื่องมือพิเศษ เช่น กล้องจุลทรรศน์แบบส่องกราดในอุโมงค์ มวลประมาณ 99.9% ของอะตอมกระจุกรวมกันอยู่ในนิวเคลียสไอโซโทปส่วนมากมีนิวคลีออนมากกว่าอิเล็กตรอน ในกรณีของ ไฮโดรเจน-1 ซึ่งมีอิเล็กตรอนและนิวคลีออนเดี่ยวอย่างละ 1 ตัว มีโปรตอนอยู่ \begin\frac \approx 0.9995\end, หรือ 99.95% ของมวลอะตอมทั้งหมด โดยมีโปรตอนและนิวตรอนเป็นมวลที่เหลือประมาณเท่า ๆ กัน ธาตุแต่ละตัวจะมีอย่างน้อยหนึ่งไอโซโทปที่มีนิวเคลียสซึ่งไม่เสถียรและเกิดการเสื่อมสลายโดยการแผ่รังสี ซึ่งเป็นสาเหตุให้เกิดการแปรนิวเคลียสที่ทำให้จำนวนโปรตอนและนิวตรอนในนิวเคลียสเปลี่ยนแปลงไป อิเล็กตรอนที่โคจรรอบอะตอมจะมีระดับพลังงานที่เสถียรอยู่จำนวนหนึ่งในลักษณะของวงโคจรอะตอม และสามารถเปลี่ยนแปลงระดับไปมาระหว่างกันได้โดยการดูดซับหรือปลดปล่อยโฟตอนที่สอดคล้องกับระดับพลังงานที่ต่างกัน อิเล็กตรอนเหล่านี้เป็นตัวกำหนดคุณสมบัติทางเคมีของธาตุ และมีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณสมบัติทางแม่เหล็กของอะตอม แนวคิดที่ว่าสสารประกอบด้วยหน่วยย่อยๆ ไม่ต่อเนื่องกันและไม่สามารถแบ่งออกเป็นชิ้นส่วนที่เล็กไปได้อีก เกิดขึ้นมานับเป็นพันปีแล้ว แนวคิดเหล่านี้มีรากฐานอยู่บนการให้เหตุผลทางปรัชญา นักปรัชญาได้เรียกการศึกษาด้านนี้ว่า ปรัชญาธรรมชาติ (Natural Philosophy) จนถึงยุคหลังจากเซอร์ ไอแซค นิวตัน จึงได้มีการบัญญัติศัพท์คำว่า 'วิทยาศาสตร์' (Science) เกิดขึ้น (นิวตันเรียกตัวเองว่าเป็น นักปรัชญาธรรมชาติ (natural philosopher)) ทดลองและการสังเกตการณ์ ธรรมชาติของอะตอม ของนักปรัชญาธรรมชาติ (นักวิทยาศาสตร์) ทำให้เกิดการค้นพบใหม่ ๆ มากมาย การอ้างอิงถึงแนวคิดอะตอมยุคแรก ๆ สืบย้อนไปได้ถึงยุคอินเดียโบราณในศตวรรษที่ 6 ก่อนคริสตกาล โดยปรากฏครั้งแรกในศาสนาเชน สำนักศึกษานยายะและไวเศษิกะได้พัฒนาทฤษฎีให้ละเอียดลึกซึ้งขึ้นว่าอะตอมประกอบกันกลายเป็นวัตถุที่ซับซ้อนกว่าได้อย่างไร ทางด้านตะวันตก การอ้างอิงถึงอะตอมเริ่มขึ้นหนึ่งศตวรรษหลังจากนั้นโดยลิวคิพพุส (Leucippus) ซึ่งต่อมาศิษย์ของเขาคือ ดีโมครีตุส ได้นำแนวคิดของเขามาจัดระเบียบให้ดียิ่งขึ้น ราว 450 ปีก่อนคริสตกาล ดีโมครีตุสกำหนดคำว่า átomos (ἄτομος) ขึ้น ซึ่งมีความหมายว่า "ตัดแยกไม่ได้" หรือ "ชิ้นส่วนของสสารที่เล็กที่สุดไม่อาจแบ่งแยกได้อีก" เมื่อแรกที่ จอห์น ดาลตัน ตั้งทฤษฎีเกี่ยวกับอะตอม นักวิทยาศาสตร์ในสมัยนั้นเข้าใจว่า 'อะตอม' ที่ค้นพบนั้นไม่สามารถแบ่งแยกได้อีกแล้ว ถึงแม้ต่อมาจะได้มีการค้นพบว่า 'อะตอม' ยังประกอบไปด้วย โปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน แต่นักวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันก็ยังคงใช้คำเดิมที่ดีโมครีตุสบัญญัติเอาไว้ ลัทธินิยมคอร์พัสคิวลาร์ (Corpuscularianism) ที่เสนอโดยนักเล่นแร่แปรธาตุในคริสต์ศตวรรษที่ 13 ซูโด-กีเบอร์ (Pseudo-Geber) หรือบางครั้งก็เรียกกันว่า พอลแห่งทารันโท แนวคิดนี้กล่าวว่าวัตถุทางกายภาพทุกชนิดประกอบด้วยอนุภาคขนาดละเอียดเรียกว่า คอร์พัสเคิล (corpuscle) เป็นชั้นภายในและภายนอก แนวคิดนี้คล้ายคลึงกับทฤษฎีอะตอม ยกเว้นว่าอะตอมนั้นไม่ควรจะแบ่งต่อไปได้อีกแล้ว ขณะที่คอร์พัสเคิลนั้นยังสามารถแบ่งได้อีกในหลักการ ตัวอย่างตามวิธีนี้คือ เราสามารถแทรกปรอทเข้าไปในโลหะอื่นและเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายในของมันได้ แนวคิดนิยมคอร์พัสคิวลาร์อยู่ยั่งยืนยงเป็นทฤษฎีหลักตลอดเวลาหลายร้อยปีต่อมา ในปี..

มหานวดารา

ำลองจากศิลปินแสดงให้เห็นมหานวดารา SN 2006gy ที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศรังสีเอกซ์จันทราจับภาพได้ อยู่ห่างจากโลก 240 ล้านปีแสง มหานวดารา นิพนธ์ ทรายเพชร, อารี สวัสดี และ บุญรักษา สุนทรธรรม.

R-processและมหานวดารา · มหานวดาราและอะตอม · ดูเพิ่มเติม »

แขนงดาวยักษ์อะซิมโทติก

แขนงดาวยักษ์อะซิมโทติก (asymptotic giant branch; AGB) เป็นย่านหนึ่งในไดอะแกรมของแฮร์ทสชปรุง-รัสเซลล์ซึ่งแสดงถึงดาวฤกษ์มวลต่ำถึงมวลปานกลางที่กำลังวิวัฒนาการ เป็นช่วงเวลาหนึ่งของวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ที่เกิดขึ้นในช่วงปลายอายุของดาวฤกษ์ที่มีมวลต่ำถึงมวลปานกลาง (0.6-10 เท่าของมวลดวงอาทิตย์) ทุกดวง จากการสังเกตการณ์ ดาวฤกษ์ชนิดแขนงดาวยักษ์อะซิมโทติก (AGB) จะปรากฏในลักษณะดาวยักษ์แดง โครงสร้างภายในของมันประกอบด้วยแกนกลางอันเฉื่อยชาของคาร์บอนและออกซิเจน เปลือกเป็นฮีเลียมที่กำลังทำปฏิกิริยาฟิวชันเพื่อสร้างคาร์บอน (เรียกว่า การเผาตัวของฮีเลียม) เหลืออีกชั้นเป็นไฮโดรเจนที่กำลังทำปฏิกิริยาฟิวชันเพื่อสร้างฮีเลียม (เรียกว่า การเผาตัวของไฮโดรเจน) และมีเปลือกขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยสารประกอบคล้ายคลึงกับดาวฤกษ์ธรรมดาทั่วไป ช่วงเวลาของ AGB แบ่งออกเป็น 2 ระยะ คือ AGB ระยะต้น (E-AGB) กับระยะ thermally pulsing AGB (TP-AGB) ในระหว่างระยะ E-AGB แหล่งกำเนิดพลังงานหลักมาจากฟิวชันของฮีเลียมในชั้นเปลือกดาวรอบแกนกลางที่มีคาร์บอนกับออกซิเจนเป็นส่วนใหญ่ ระหว่างระยะนี้ ดาวฤกษ์จะขยายตัวออกไปมากจนกลายเป็นดาวยักษ์แดงอีกครั้งหนึ่ง รัศมีของดาวฤกษ์อาจใหญ่มากถึงหนึ่งหน่วยดาราศาสตร์ หลังจากที่ชั้นเปลือกฮีเลียมใช้เชื้อเพลิงไปจนหมด ก็จะเริ่มเข้าสู่ระยะ TP-AGB ในระยะนี้ ดาวฤกษ์จะใช้พลังงานจากฟิวชั่นของไฮโดรเจนในชั้นเปลือกบางๆ ซึ่งห่อหุ้มชั้นเหลือฮีเลียมที่หมดพลังงานไปแล้ว อย่างไรก็ดี เมื่อเวลาผ่านไป 10,000 ถึง 100,000 ปี ชั้นเปลือกฮีเลียมอาจจุดติดขึ้นมาอีก ส่วนชั้นเปลือกไฮโดรเจนก็ดับไป กระบวนการนี้เรียกว่า helium shell flash หรือ "thermal pulse" นั่นเอง โดยทั่วไป ดาวฤกษ์ชนิด AGB จะเป็นดาวแปรแสงคาบยาว และต้องสูญเสียมวลจำนวนมหาศาลไปในรูปของลมดาวฤกษ์ ดาวฤกษ์อาจสูญเสียมวลถึง 50-70% ไปในระหว่างระยะ AGB นี้.

R-processและแขนงดาวยักษ์อะซิมโทติก · อะตอมและแขนงดาวยักษ์อะซิมโทติก · ดูเพิ่มเติม »

S-process

S-process หรือ กระบวนการจับตัวของนิวตรอนแบบช้า (slow-neutron-capture-process) คือกระบวนการสังเคราะห์นิวเคลียสที่เกิดขึ้นภายใต้สภาวะความหนาแน่นนิวตรอนต่ำและอุณหภูมิดาวฤกษ์ปานกลาง ภายใต้สภาวะนี้ อัตราการจับตัวของนิวตรอนโดยนิวเคลียสอะตอมจะต่ำมากเมื่อเทียบกับอัตราการสลายให้อนุภาคบีตาของสารกัมมันตรังสี ในกระบวนการ S-process ไอโซโทปที่เสถียรหนึ่งตัวจะจับกับนิวตรอนหนึ่งตัว แต่ไอโซโทปของสารกัมมันตรังสีที่เกิดขึ้นทำให้ตัวลูกที่เสถียรเกิดการสลายตัวก่อนที่นิวตรอนตัวถัดไปจะถูกจับตัวได้ ประมาณการว่า กระบวนการ S-process นี้สร้างไอโซโทปของธาตุที่หนักกว่าเหล็กประมาณครึ่งหนึ่งของไอโซโทปที่มีในเอกภพ ดังนั้นจึงมีบทบาทสำคัญยิ่งในวิวัฒนาการทางเคมีของดาราจักร S-process แตกต่างกับ R-process อันเป็นกระบวนการจับตัวของนิวตรอนที่รวดเร็วกว่า หมวดหมู่:ฟิสิกส์นิวเคลียร์ หมวดหมู่:นิวตรอน หมวดหมู่:ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ หมวดหมู่:การสังเคราะห์นิวเคลียส.

R-processและS-process · S-processและอะตอม · ดูเพิ่มเติม »