လူတို့သည် ရှေးယခင် ကစ၍ ဒြပ်၀တၳုများကို မည်သို့ ဖွဲ့စည်းထားသည်ကို လေ့လာ စူးစမ်းခဲ့ကြသည်။ ဂရိခေတ်မှ ပညာရှင် တစ်ဦးဖြစ်သူ အရစ္စတိုတယ်(Aristotle)က ဒြပ်ပစ္စည်းများကို အဆင့်ဆင့် သေးငယ်သွားအောင် ခွဲစိတ်နိုင်ပြီး ၎င်းသည် ဘယ်တော့မှ ပြီးဆုံးမည်မဟုတ်ဟု ပြောခဲ့သည်။ သူနှင့်ခေတ်ပြိုင် ဒီမိုကရေးတပ်စ်(Democritus)ကမူ ဒြပ်ပစ္စည်းများ အသေးဆုံးသော အက်တမ်(Atom)ဟုခေါ်သော အမှုန်များဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားပြီး ၎ကို ထပ်မံခွဲစိပ်၍ မရနိုင်ဟုဆိုခဲ့သည်။
အထက်ပါ အဆိုနှစ်ခုသည် ၁၈ ရာစုအထိ အပြိုင်တည်ရှိခဲ့ပြီး ၁၈၀၃ ခုနှစ်တွင် အင်္ဂလန်မှ ဂျွန်ဒယ်လ်တန်(John Dalton,1766-1844)က အက္တမ္သီအိုရီ(Atomic Theory)ကို စနစ္တက် ဖော်ထုတ်ခဲ့သည်။
အက္တမ္သီအိုရီ
၎င်းသည် အချိုးတည်နိယာမ(Law of Definite Proportions)နှင့် ဒြပ်ထုတည်မြဲမှုနိယာမ(Law of conservation of mass)တို့ကို အခြေခံခဲ့သည်။ အဓိက အချက်များမှာ -
1. ဒြပ်ပစ္စည်းများကို အက်တမ်ဟုခေါ်သော အလွန့်အလွန်သေးငယ်သော အမှုန်များဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားပြီး ၎င်းတို့ကို ဓာတုဓာတ်ပြုခြင်းများတွင် ခွဲစိပ်၍ မရပါ။
2. အက္တမ္မ်ားကို မဖန်တီးနိုင်သလို မဖျက်ဆီးနိုင်ပါ။
3. ဒြပ်စင်တစ်မျိုး၏ အက်တမ်တိုင်းတွင် တူညီသော ဒြပ်ထု ၊ ပုံစံ ၊ အရွယ်အစားနှင့် ဂုဏ်သတ္တိများရှိသည်။
4. ဒြပ်စင်အမျိုးမျိုး၏ အက်တမ်များတွင် ကွဲပြားသော ဒြပ်ထုနှင့် ဂုဏ်သတ္တိများရှိကြသည်။
5. ဒြပ်စင်တိုင်း၏အက်တမ်များသည် ဒြပ်ပေါင်းတို့၏ မော်လီကျူးများ ဖြစ်ပေါ်ရန် ရိုးရှင်းသော အချိုးအစားဖြင့် ပေါင်းစပ်ကြသည်။
6. ဒြပ်ပေါင်းတစ်ခု၏ မော်လီကျူးတိုင်းတွင် တူညီသော ဒြပ်ထု ၊ ပုံစံနှင့် ဂုဏ်သတ္တိများ ရှိသည်။
7. ဒြပ်ပေါင်း အမျိုးမျိုး၏ မော်လီကျူဒများတွင် ကွဲပြားသော ဒြပ်ထုနှင့် ဂုဏ်သတ္တိများရှိကြသည်။
အက္တမ္သီအိုရီ၏ အောင်မြင်မှုများနှင့်အတူ အက်တမ်အယူအဆ ကျယ်ပြန့်စွာ ထွန်းကားလာခဲ့သည်။ အက်တမ်သီအိုရီဖြင့် တွေ့ရှိပြီး ဒြပ်စင်၊ ဒြပ်နှောနှင့် ဒြပ်ပေါင်းတို့၏ အလေးချိန်နှင့် ဂုဏ်သတ္တိတို့ကို ဖော်ထုတ်နိုင်ခဲ့သည်။
၁၉ ရာစုအတွင်း လွ်ပ္စစ္ဓာတ္ကို လေ့လာရာမှ အက်တမ်အယူအဆသစ် ထပ္မံ ထွက်ပေါ်လာသည်။ ၁၈၇၀တွင် အင်္ဂလိပ် သိပ္ပံပညာရှင် ၀ီလီယံကရော့ခ်(William Crook)က ကတ်သုတ်ရောင်ခြည်(Cathode Ray)ကို တွေ့ရှိခဲ့သည်။ (လေစုပ်ထုတ်ထားသော ဖန်ပြွန်ထဲတွင် တစ်ခုနှင့် တစ္ခု မထိဘဲကွာနေသော အဖိုစွန်းနှင့် အမစွန်းတို့အား လျှပ်စစ်စီးစေပါက ကတ်သုတ်ရောင်ခြည်ထွက်လာသည်။) ၁၈၉၇တွင် အင်္ဂလိပ် ရူပဗေဒပညာရှင် ဆာဂျေဂျေသွန်မဆင်(Sir J.J.Thomson)က ၎င်းသည် အမလျှပ်စစ်စီးကြောင်း ဖြစ်ကြောင်း ဖော်ထုတ်ခဲ့သည်။
၁၉ ရာစု၏ နောက်ဆုံးဆယ်စုနှစ်အတွင်း တွေ့ရှိချက်(၃)ခုက အက်တမ် အယူအဆကို တော်လှန်ခဲ့ကြပါသည်။
1. အိတ်စ်ရောင်ခြည်(X-ray)
2. ရေဒီယိုသတ္တိကြွခြင်း(Radioactivity) အီလက်ထရွန်(Electron)
3. အီလက်ထရွန်(Electron)
အိတ်စ်ရောင်ခြည်(X-ray)
၁၈၉၅ခုနှစ်တွင် ဂျာမနီနိုင်ငံ၊ ဝါဇဘက်တက္ကသိုလ်မှ ၀ီလီယံကွန်ရဒ်ရွန်ဂျင်(William Konrad
Roentgen,1845-1923)က တွေ့ရှိခဲ့သည်။
လေဟာနယ်ဖန်လုံးအတွင်း ကတ်သုတ်ရောင်ခြည်အား အလွန်လျှင်မြန်စွာ ပစ်လွတ်ရာမှ တွေ့ရှိခဲ့သည်။
၎င်းသည် ပေါ့သော အက္တမ္မ်ား (ဟိုက်ဒရိုဂျင်၊ ဟီလီယံ၊ ကာဗွန်၊ နိုက်ထရိုဂျင်နှင့် အောက်စီဂျင်)ကို ဖောက်ထွင်းနိုင်သည်။
ရွန်ဂျင်သည် ၎င်းနှင့် ပတ်သတ်၍ သေချာစွာ မရှင်းပြနိုင်ခဲ့သော်လည်း
ထိုတွေ့ရှိမှု အတွက် ၁၉၀၁ ခုနစ်တွင် ပထမဆုံး ရူပဗေဒနိုဘယ်ဆုကို ရရှိခဲ့သည်။
ရေဒီယိုသတ္တိကြွခြင်း(Radiaactivity)
၁၈၉၆ခုနှစ်တွင် ဟင်နရီဘက်ကွာရယ်(Henry Becquerel)သည် ယူရေနီယမ်အက်တမ်မှ ရေဒီယိုသတ္တိကြွခြင်းကို တွေ့ရှိခဲ့သည်။
ရေဒီယိုသတ္တိကြွခြင်းဆိုသည်မှာ အက်တမ်တစ်ခုသည် ကွဲကြေကာ အျခားအက္တမ္တစ္ခု အဖြစ် ပြောင်းလဲသွားခြင်းဖြစ်သည်။ ၎င်းဖြစ်စဉ်မှ -
v အာလ်ဖာရောင်ခြည်(Alpha Ray)
v ဘီတာရောင်ခြည်(Beta Ray)
v ဂမ်မာရောင်ခြည်(Gamma Ray) တို့ကို ထုတ်လွှတ်ပေးပါသည်။
အီလက်ထရွန်
၁၈၉၇ခုနှစ်တွင် သွန်မဆင်က အမဓာတ်ဆောင် ကတ်သုတ်ရောင်ခြည်သည်
အီလက်ထရွန်စီးကြောင်း ဖြစ်သည်ဟုတွေ့ရှိခဲ့သည်။ ၎င်းသည် အလွန်သေးငယ်ကြောင်းလည်း သိရှိခဲ့သည်။
ထို့နောက် သိပ္ပံပညာရှင်များသည် အက်တမ်သည် ခွဲစိပ်မရဟူသော အယူအဆကို လုံး၀စွန့်လွှတ်ခဲ့ကြပြီးနောက် အက်တမ်၏ အတွင်းတည်ဆောက်ပုံကို စတင် စဉ်းစားလာကြသည်။
သွန်မဆင်က ပထမဆုံး အက်တမ် တည်ဆောက်ပုံကို စတင် တင်ပြခဲ့သည်။သူ၏ အက်တမ် တည်ဆောက်ပုံကို Plum-pudding model ဟုခေါ်သည်။ ထိုပုံစံအရ အမဓာတ်ဆောင် အီလက်ထရွန်များသည် အဖိုဓာတ်ဆောင် အက်တမ်ထဲတွင် သမစြာ ပျံ့နှံ့နေသည်ဟု ယူဆခဲ့ကြသည်။
ထိုအချိန်တွင် အားနက်ရူးသားဖို့ဒ်သည် ရေဒီယိုသတ္တိကြွခြင်းကို စူးစမ်းရင်း သူ၏နောင်တွင် ကျော်ကြားလာသော အယ်လ်ဖာအမှုန်ပစ်လွှတ်ခြင်းစမ်းသပ်မှု (Alpha particle scattering) မွ အက်တမ်ပုံစံအသစ်ကို တွေ့ရှိခဲ့သည်။ သူသည် အဖိုဓာတ်ဆောင် အယ်လ်ဖာအမှုန်များကို ပါးလွှာသော ရွှေပြားဆီသို့ ပစ်လွှတ်ရာ အမ်ားစုမွာ ရွှေပြားကို ဖောက်ထွက်ပြီး အချိုမှာ ထောင့်အနည်းငယ်ခိျုးပြီး အချို့မှာ ထောင့်ကြီးမားစွာချိုးပြီး အနည်းငယ် လမ်းကြောင်းပြောင်းသွားသည်ကို တွေ့ရပါသည်။ ထို့အပြင် စမ်းသပ်မှုတိုင်းတွင် တစ်မှုန်တစ်လေခန့်သည် ရွှေပြားကို ဖြစ်မသွားဘဲ နောက်သို့ ပြန်ကန်ထွက်လာသည်ကို တွေ့ရှိရလေသည်။ ဤအဖြစ်အပျက်မှ သွန်မဆင် ပုံစံမှာ မှန်ကန်မှု မရှိကြောင်းသိရှိလာပြီး အက်တမ်ပုံစံအသစ်ကို တင်ပြခဲ့သည်။
သူ၏ပုံစံအသစ်တွင် အက်တမ်၏ အလယ္ဗဟို၌ နျူကလီးယပ်စ်(Nucleus) ဟုခေါ်သော သေးငယ်ပြီး ဒြပ်ထုလေးသည့် အရာပါ၀င်သည်။ ၎င်းသည် အဖိုဓာတ်ဆောင်ပြီး အက်တမ်၏ ဒြပ်ထုအားလုံးနီးပါး ပိုင်ဆိုင်သည်။ နျူကလီးယပ်စ်ကို အီလက်ထရွန်များက ၀န်းရံထားသည်။ အက်တမ်သည် 10-10mခန့်ရှိပြီး နျူကလီးယပ်စ်မှာ 10-14mခန့် ရှိသည်။ ထို့ကြောင့် အက်တမ် တစ်ခုလုံးမှာ ဗလာဟင်းလင်းဟာ ရှိနေသည်။
ရူးသားဖို့ဒ်၏ ပုံစံသည် သူ၏ စမ်းသပ်ချက်နှင့် ကိုက်ညီသော်လည်း အခြားပြဿနာများကို ကြုံတွေ့ခဲ့ရသည်။ အီလက်ထရွန်၏ တည်နေရာအတွက် ဖြေရှင်းမှု မရှိပေ။ အီလက်ထရွန်ကို ရပ်နေသည်ဟု ယူဆပါက ၎င်းသည် နျူကလီးယပ်စ်၏ ဆွဲငင်မှုကြောင့် နျူကလီးယပ်စ်နှင့် ပူးကပ်သွားမည်ဖြစ်ပြီး နျူကလီးယပ်စ်ကို လှည့်ပတ်နေသည်ဟု ယူဆပါက ၎င်းတွင် ဗဟိုခွာအားကြောင့် အရှိန် တဖြည်းဖြည်းတိုးလာပြီး စွမ်းအင်ဆုံးရှုံးလာမည်။ နောက်ဆုံးတွက် ပတ်လမ်းကျဉ်းလာပြီး နျူကလီးယပ်စ်နှင့် ၀င်တိုက်မိမည် ဖြစ်သည်။
ဤပြဿနာကို ၁၉၁၃ တွင် နီလ္ဘိုး(Niels Bohr)က ဖြေရှင်းနိုင်ခဲ့သည်။ဘိုး၏ အက်တမ်ပုံစံအရ အီလက်ထရွန်များသည် နျူကလီးယပ်စ်ကို စက်၀ိုင်းပုံပတ်လမ်းဖြင့် လှည့်ပတ်နေကြပါသည်။ အီလက်ထရွန်တွင် ၎၏ စွမ်းအင်ကို လိုက်၍ ကွဲပြားသော ပတ်လမ်းရှိကြပါသည်။ အီလက်ထရွန်သည် ၎၏ ပုံမှန်ပတ်လမ်းတွင် ရှိနေပါက ၎င်းသည် စွမ်းအင် စုပ်ယူခြင်း မရွိသလို ထုတ်လွှတ်ခြင်းလဲ မရှိပေ။ သို့သော် မူလထက်မြင့်သော ပတ်လမ်းသို့ရောက်ရှိရန် စွမ်းအင် လိုအပ်ပြီး နိမ့်သော ပတ်လမ်းသို့ ခုန်ဆင်းရာတွင်လည်း စွမ်းအင် ထုတ်လွှတ်သည်။ ၎င်းစွမ်းအင်မှာ ဖိုတွန်(photon) ဖြစ်သည်။
အီလက်ထရွန်၏ လျှပ်စစ်ဓာတ်နှင့် နျူကလီးယပ်စ်ရှိ လျှပ်စစ်ဓာတ်အကြား ဆွဲငင်ခြင်းက လျှပ်စစ်အားကို ဖြစ်စေပြီး ဗဟိုခွာအရှိန် ရလာသည်။ ထို့ကြောင့် အီလက်ထရွန်သည် နျူကလီးယပ်စ်အား လမွ ကမ်ဘာကို လှည့်ပတ် နေသကဲ့သို့ ပတ်နေသည်။
ဘိုး၏ အက်တမ်ပုံစံသည် ဟိုက်ဒရိုဂျင်နှင့် ၎၏ အိုင်းယွန်းများအတွက်သာ ဖြစ်ပြီး အခြားအက်တမ်များအတွက် အဆင်မပြေခဲ့ပေ။သို့သော် ပျှမ်းမျှအားဖြင့် လက်ခံခဲ့ကြသည်။
၁၉၁၁ခုနှစ်တွင် အီလက်ထရွန်၏ လွ်ပ္စစ္ကို တိက်စြာ တိုင်းတာနိုင်ခဲ့သည်။ ၎င်းသည် 1.60217733x10-19C ပမာဏရှိပြီး အခြေခံလျှပ်စစ်ယူနစ် အဖြစ် သတ်မှတ်ကာ သငေ်္ကတမှာ -1e ဖြစ်သည်။
ထို့နောက် အီလက်ထရွန်နှင့် လျှပ်စစ်ဆန့်ကျင်ဘက်ရှိသော အမှုန်ကို ရှာဖွေခဲ့သော်လည်း မတွေ့ခဲ့ကြပေ။ အငယ်ဆုံး အဖိုလျှပ်စစ်မှာ ဟိုက်ဒရိုဂျင်အက်တမ်၏နျူကလီးယပ်စ်ဖြစ်ပြီး လွ်က္စစ္ပမာဏမွာ တူညီသော်လည်း ဒြပ်ထုမှာ အီလက်ထရွန်ထက် 1836.152701 အဆကြီးပါသည်။
၁၉၁၄တွင် ရူးသားဖိုဒ့်က ဟိုက်ဒရိုဂျင် နျူကလီးယပ်စ်ကို အငယ်ဆုံး လျှပ်စစ်အဖိုအမှုန်အဖြစ် ယူဆရန် တင်ပြခဲ့သည်။ ထို့ပြင် ၁၉၂၀တွင် ၎ကို ပရိုတွန်(Proton)ဟု ခေါ်ရန် အဆိုပြုခဲ့သည်။ ပရိုတွန်၏ လွ်ပ္စစ္ပမာဏမွာ +1e ရှိပြီး ဒြပ်ထုမှာ 1.672623x10-27kg ခန့်ရှိသည်။ ထိုအခြေအနေတွင် နျူကလီးယားရူပဗေဒ (Nuclear Physics) တွင် ဒြပ်ထုယူနစ် kg သည် အလွန်ကြီးသဖြင့် အက်တမ်ဒြပ်ထုယူနစ် (Atomic Mass Unit , amu , u ) ကို အသုံးပြုပါသည်။ 1amu သည် ကာဗွန်အက်တမ်၏ ဆယ့်နှစ်ပုံ တစ်ပုံရှိပြီး အငယ်ဆုံးဖြစ်သော ဟိုက်ဒရိုဂျင်အက်တမ်သည်ပင် ၎င်းအောက် မငယ်ပေ။ ပရိုတွန်၏ဒြပ်ထု(mp)မွာ 1.007276u ရှိပါသည်။
သို့ရာတွင် အက်တမ်တည်ဆောက်ပုံ၌ အခက်အခဲများ ရှိနေဆဲ ဖြစ်ပါသည်။ ပရိုတွန်အယူအဆကို ထည့်သွင်းပြီး နောက်တွင်လည်း ဘိုး၏အက်တမ်ပုံစံသည် ဟိုက်ဒရိုဂျင် အက်တမ်တွင်သာ ကိုက်ညီနေပါသည်။ ထပ္မံ၍ တွေ့မြင်နေကျ ဟိုက်ဒရိုဂျင်အက်တမ်ထက် ပိုလေးသော ဟိုက်ဒရိုဂျင်အက်တမ်(ဒျူတာရီယမ်)ကိုလည်းတွေ့ရှိခဲ့ပါသည်။ ၎င်းတွင် တွေ့မြင်နေကျ ဟိုက်ဒရိုဂျင်အက်တမ်ထက် နှစ်ဆခန့် ပိုလေးပါသည်။ ထို့ပြင် အျခားအက္တမ္မ်ား၏ နျူကလီးယပ်စ်များသည် ၎င်းတို့တွင် ပါ၀င်သော ပရိုတွန် အရေအတွက်ထက် အမြဲ ပိုမ်ား နေကြသည်ကိုလည်း တွေ့ရှိလာကြပါသည်။
ထိုကြောင့် အက်တမ်၏ နျူကလီးယပ်စ်ကို ပရိုတွန် တစ်မျိုးတည်းဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားခြင်း မဟုတ်ဟု စတင်စဉ်းစား လာကြပါသည်။ ဥပမာ - ပိုလေးသော ဟိုက်ဒရိုဂျင်ဖြစ်သော ဒျူတာရီယမ်တွင် ဒြပ်ထုမှာ 2amu ခန့်ရှိသော်လည်း အီလက်ထရွန်တစ်လုံးသာ ရှိသဖြင့် ၎၏ နျူကလီးယပ်စ်တွင် ပရိုတွန်တစ်လုံးသာ ရှိမည်ဖြစ်ပါသည်။ ကျန်သော ဒြပ်ထုမှာ မည်သည်နည်းဟု စူးစမ်းခဲ့ကြပါသည်။
ဤတွင် အဆိုပြုချက်တစ်ရပ် ထွက်လာသည်။ ထိုကျန်သော ဒြပ်ထုမှာ နျူကလီးယပ်စ်ရှိ အခြားအမှုန်တစ်ခု ဖြစ်ပြီး ၎င်းသည် ပရိုတွန်၏ ဒြပ်ထုခန့် ရွိကာ လျှပ်စစ်ဓာတ်မဲ့ အမှုန်ဖြစ်ရမည်ဟု ယူဆ ခဲ့ကြသည်။ ဤတွင် ရရှိလာသော အချက်အလက်များဖြင့် စူးစမ်းလေ့လာရင်း ၁၉၃၂တွင် ရူပေဗဒ ပညာရှင် ဂျိမ်းစ်ချက်ဒ်၀က်(James Chadwick)က ၎ကို ရှာဖွေတွေ့ရှိခဲ့ပြီး နျူထရွန်(Neutron)ဟု အမည်ပေးခဲ့သည်။ ၎င်းသည် လျှပ်စစ်ဓာတ်မရှိဘဲ ဒြပ်ထုမှာ 1.008665u ရှိသဖြင့် ပရိုတွန်ထက် အနည်းငယ် ပိုကြီးသည်။
အက်တမ်နှင့် ပတ်သတ်၍ သိမှတ်ရမည့် အချက်များ
အက်တမ်နံပါတ်(Atomic Number)
အက်တမ်နံပါတ်သည် အက်တမ်တစ်ခုတွင် ရှိသော အီလက်ထရွန် (သို့) ပရိုတွန် အရေအတွက် ဖြစ်ပါသည်။ သငေ်္ကတမှာ Z ဖြစ်သည်။
ဒြပ်ထုနံပါတ်(Mass Number)
ဒြပ်ထုနံပါတ်သည် အက်တမ်၏ နျူကလီးယပ်စ်တွင် ရှိသော နျူကလီယွန်(Nucleon-ပရိုတွန်နှင့် နျူထရွန်) အရေအတွက် ဖြစ်သည်။ သငေ်္ကတမှာ A ဖြစ်သည်။
အက္တမ္မ်ားကို ခြုံ၍ သငေ်္ကတ X ဖြင့်ရေးသည်။
အိုင်ဆိုတုပ်(Isotope)
အိုင်ဆိုတုပ်များသည် အက်တမ်နံပါတ်တူညီပြီး ဒြပ်ထုနံပါတ် ကွဲပြားသော အက်တမ်များဖြစ်သည်။ ၎င်းတို့သည် ဒြပ်စင်တစ်မျိုးတည်းဖြစ်ပြီး နျူကလီးယပ်စ်တွင် နျူထရွန် အရေအတွက်-N ကွဲပြားနေခြင်းဖြစ်သည်။
ဥပမာ။ ။
ဟိုက်ဒရိုဂျင်(N=0)
ဒျူတာရီယမ်(N=1)
ထရစ်တီယမ်(N=2)
အက်တမ်ပုံစံတွင် နျူကလီးယပ်စ်ကို ပရိုတွန်၊ နျူထရွန်တို့ဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားကြောင်းကို လက်ခံပြီးနောက်တွင် ထပ်၍ မေးခွန်းများထွက်ပေါ်လာသည်။ အက်တမ်တစ်လုံးသည် ရေဒီယိုသတ္တိကြွရာတွင် အာလ္ဖာ၊ ဘီတာနှင့် ဂမ်မာရောင်ခြည်တို့ကို ထုတ်လွှတ်ရာ ဘီတာရောင်ခြည်သည် အီလက်ထရွန်အမှုန်ဖြစ်ပါသည်။ ထို့နောက် ဆက်လက်လေ့လာမှုများမှ ၎ကို အက်တမ်၏ နျူကလီးယပ်စ်မှ ထုတ်လွှတ်ကြောင်းသိရှိခဲ့ကြသည်။ ထိုအခါ အဖိုလျှပ်စစ်ဓာတ်ဆောင် နျူကလီးယပ်စ်မှ အမလျှပ်စစ်ဓာတ်ဆောင် အမှုန်ကို မည်သို့ထုတ်လွှတ်နိုင်သနည်းဟူ၍ စဉ်းစား လာကြပါသည်။
ဤပြဿနာကို နျူထရွန်ကွဲကြေခြင်း(Neutron Breakdown) ဟူသော ဖြစ်စဉ်ဖြင့် ဖြေရှင်းခဲ့ပါသည်။ ဒြပ်စင်တစ်ခုသည် ရေဒီယိုသတ္တိကြွရာတွင် ထုတ်လွှတ်သော ဘီတာရောင်ခြည်ထုတ်လွှတ်ရန် နျူကလီးယပ်စ်တွင် အီလက်ထရွန် မပါ၀င်သဖြင့် မထုတ်လွှတ်မီ နျူကလီးယပ်စ်တွင် အီလက်ထရွန် ဖြစ်ပေါ်လာရမည် ဖြစ်ပါသည်။ ထိုအခါ လျှပ်စစ်ဓာတ်တည်မြဲမှုနိယာမအရ အီလက်ထရွန်နှင့် အတူ ပရိုတွန်ပါ တြဲ၍ ဖြစ်လာရပါမည်။ ထိုသို့ ုဖြစ်ပေါ်ရန် နျူကလီးယပ်စ်ရှိ နျူထရွန် တစ်လုံးသည် ကွဲကြေကာ အီလက်ထရွန်နှင့် ပရိုတွန် အဖြစ်ပြောင်းလဲကာ အီလက်ထရွန်သည် ဘီတာရောင်ခြည်အဖြစ် ထွက်လာပြီး ပရိုတွန်သည် နျူကလီးယပ်စ်အတွင်းကျန်ခဲ့မည် ဖြစ်ပါသည်။
ထိုကဲ့သို့ နျူထရွန်ပြောင်းလဲခြင်းသည် အက်တမ်အမျိုးအစားကိုလိုက်၍ အချိန်ကာလ ကွာခြားပြီး ၎ကို ဒြပ်စင်၏ သက်တမ်း၀က် (Half-life) ဟုခေါ်သည်။ ဆိုလိုသည်မှာ ဒြပ်စင်၏အက်တမ်စုစုပေါင်းသည် ၎င်း၏သက်တမ်း၀က်ကြာပြီးနောက် တစ်၀က်ခန့်သာ ကျန်မည်ဖြစ်ပြီး လျော့သွားသော တစ်၀က်မှာ နျူထရွန်ကွဲကြေခြင်းဖြင့် ပြိုကွဲသွားမည် ဖြစ်သည်။
အချို့အက်တမ်များသည် ရေဒီယိုသတ္တိကြွမှု ဖြစ်ပေါ်ခြင်း မရှိသဖြင့် ၎င်းတို့တွင် သက်တမ်း၀က် မရွိပါ။
(လွတ်လပ်သော အခြေအနေတွင် နျူထရွန်၏ သက်တမ်း၀က်မှာ 10.6 မိနစ်ခန့်ရှိပါသည်။)
နျူကလီးယပ်စ်ကို ပရိုတွန် နှင့် နျူထရွန်တို့ဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသည်ဟု လက်ခံပြီးနောက် ထပ္မံ၍ ပြဿနာသစ်မှာ နျူကလီးယပ်စ်၏တည်မြဲမှု ဖြစ်သည်။ ပရိုတွန်များသည် အဖိုလျှပ်စစ်ဓာတ်ဆောင်သဖြင့် တစ်ခုနှင့် တစ္ခု တွန်းကန်ကြသည်။ ၎င်းတို့တွင် လျှပ်စစ်သံလိုက်အား(Electromagnetic Force) ရှိသည်။ နျူထရွန်များမှာ လျှပ်စစ်မဲ့သဖြင့် အဆိုပါအားသက်ရောက်မှု မရွိပါ။ သို့သော် ပရိုတွန် နှင့် နျူထရွန်တို့သည် ဒြပ်ထုရှိသဖြင့် ဒြပ်ဆွဲအား(Gravitational Force) သက်ရောက်နေကြသည်။ ပရိုတွန်တို့ကြားရှိ လျှပ်စစ်သံလိုက်တွန်းအားမှာ 2N ခန့်ရှိပြီး နျူကလီယွန်တို့ကြား ဒြပ်ဆွဲအားမှာ 10-36N ခန့်သာရှိပါသည်။
ထိုအခါ လျှပ်စစ်သံလိုက်အားသည် ဒြပ်ဆွဲအားထက် အဆ 10-36ခန့် ပိုကြီးနေပါသည်။ ဤသို့ဆိုလျှင် နျူးကလီးယပ်စ်သည် အားမညီမျှမှုကြောင့် ပေါက်ကွဲထွက်ကာ ကျွနု်ပ်တို့ စကြ၀ဠာကြီး တည်ရှိနိုင်မည် မဟုတ်ပေ။ထိုအခက်အခဲကို ကွမ်တမ်မက္ကင်းနစ်(Quantum Mechanics) မွ ဖြေရှင်းနိုင်ခဲ့သည်။
၁၉၃၂ခုနှစ်တွင် ရူပဗေဒပညာရှင် ဝါနာဟိုင်ဇင်ဘတ်(Weiner Heisenberb)သည် ကွမ်တမ်မက္ကင်းနစ် ရှုထောင့်မှ စာတမ်းတစ်စောင် တင်ပြခဲ့သည်။ ၎မွာ အားစက်ကွင်းများမှ အပြန်အလှန် သက်ရောက်မှုများ (Interactions)သည် အမှုန်ဖလှယ်ခြင်း(Exchange of particles)ကြောင့် ဖြစ်သည်ဟူသော အယူအဆ ဖြစ်သည်။ လျှပ်စစ်သံလိုက်အားသည် ဖိုတွန်အမှုန်များ အပြန်အလှန် သက်ရောက်မှုများကြောင့် ဖြစ်သည်ဟု ဆိုသည်။ ထို့ကြောင့် နျူကလီးယပ်စ်တည်မြဲမှုကို ၎င်းအယူအဆဖြင့် ဖြေရှင်းရန် ကြိုးပမ်းကြသည်။
၁၉၃၄တွင် ဂျပန်လူမျိုး ရူပဗေဒပညာရှင် ဟိုက်ကီယုကာဝါ(Hideki Yukawa)သည် အမှုန်ဖလှယ်ခြင်း အယူအဆကို သုံး၍ ရီလေတီဗီတီ ကွမ်တမ် ညီမျှခြင်း(Relativistic Quantum Equation) ဖြင့် နျူကလီယွန်နှစ်ခုကို ပူးတွဲနေစေသော ဖလှယ်အမှုန်ကို တင်ပြခဲ့သည်။ ၎ကို နျူကလီးယာအား(Nuclear force)ဟု ခေါ်သည်။ ၎င်းသည် ကွမ်တမ်မက္ကင်းနစ်နစ်မှ မရေရာမှုစည်းမျဉ်း(Uncertainty Principle)နှင့် ရီလေတီဗီတီသီအိုရီမှ ဒြပ်ထု-စွမ်းအင်ညီမျှခြင်း တို့ကို သုံး၍ ဖြေရှင်းထားခြင်း ဖြစ်သည်။ ၎င်းအားသည် လျှပ်စစ်သံလိုက်အားထက် ပိုမိုအားပြင်းမည်ဖြစ်သည်။ နျူကလီးယပ်စ် အပြင်ဘက်တွင် အားပျော့ပြီး သက်ရောက်မှုနည်းရမည် ဖြစ်သဖြင့် ၎င်းသည် တာတိုအား(Short-range force)လည်း ဖြစ်မည်ဖြစ်သည်။
မရေရာမှုစည်းမျဉ်းကို ဖလှယ်အမှုန်အယူအဆနှင့် ပေါင်းစပ်သောအခါ နျူကလီယာအားအတွက် ဖလှယ်အမှုန်သည် မရေရာမှုစည်းမျဉ်း၏ ကန့်သတ်အချိန်အတွင်း စွမ်းအင်တည်မြဲမှုနိယာမကို လြတ္လပ္စြာ ချိုးဖောက်နိုင်ပြီး ၎ကို မမြင်တွေ့နိုင်ဘဲ အမှုန်ယောင်(Virtual particle) သာဖြစ်မည်ဟု ဆိုပါသည်။ ယုကာဝါသည် မရေရာမှုစည်းမျဉ်းမှ ရရှိလာသောစွမ်းအင်ကို E=mc2 အရ တွက်ထုတ်ရာ၎င်းသည် 125MeV ခန့်ရှိနိုင်ကြောင်း တွေ့ရသည်။
၁၉၄၈တွင် စစ်စီဖရန့်ပါ၀ဲလ်(Cecil Frank Powell) သည် ယုကာဝါ၏ ဖလှယ်အမှုန်ကို ရှာတွေ့ခဲ့ပါသည်။ ၎ကို ပိုင်ယွန်(Pion) ဟု အမည်ပေးခဲ့ပါသည်။
ထို့ပြင် နျူကလီယာအားသည် တစ်မျိုးတည်း မဟုတ်ဘဲ နှစ်မျိုးဖြစ်ကြောင်းလည်း ထပ်မံတွေ့ရှိခဲ့သည်။၎င်းမှာ အားပျော့သဖြင့် ပထမအားကို နျူကလီယာအားပြင်း(Strong Interaction)ဟုခေါ်ပြီး နောက်အားကို နျူကလီယာ အားပျော့(Weak Interaction)ဟု ခေါ်ခဲ့ကြသည်။
