ျဒပ္၀တၳဳတို႔၏ ဖြဲ႔စည္းတည္ေဆာက္ပံု

 

လူတို႔သည္ ေရွးယခင္ ကစ၍ ျဒပ္၀တၳဳမ်ားကို မည္သို႔ ဖြဲ႔စည္းထားသည္ကို ေလ့လာ စူးစမ္းခဲ့ၾကသည္။ ဂရိေခတ္မွ ပညာရွင္ တစ္ဦးျဖစ္သူ အရစၥတိုတယ္(Aristotle)က ျဒပ္ပစၥည္းမ်ားကို အဆင့္ဆင့္ ေသးငယ္သြားေအာင္ ခြဲစိတ္ႏိုင္ၿပီး ၎သည္ ဘယ္ေတာ့မွ ၿပီးဆံုးမည္မဟုတ္ဟု ေျပာခဲ့သည္။ သူႏွင့္ေခတ္ၿပိဳင္ ဒီမိုကေရးတပ္စ္(Democritus)ကမူ ျဒပ္ပစၥည္းမ်ား အေသးဆံုးေသာ အက္တမ္(Atom)ဟုေခၚေသာ အမႈန္မ်ားျဖင့္ ဖြဲ႔စည္းထားၿပီး ၎ကို ထပ္မံခြဲစိပ္၍ မရႏိုင္ဟုဆိုခဲ့သည္။



အထက္ပါ အဆိုႏွစ္ခုသည္ ၁၈ ရာစုအထိ အၿပိဳင္တည္ရွိခဲ့ၿပီး ၁၈၀၃ ခုႏွစ္တြင္ အဂၤလန္မွ ဂၽြန္ဒယ္လ္တန္(John Dalton,1766-1844)က အက္တမ္သီအိုရီ(Atomic Theory)ကို စနစ္တက် ေဖာ္ထုတ္ခဲ့သည္။

အက္တမ္သီအိုရီ ၎သည္ အခ်ိဳးတည္နိယာမ(Law of Definite Proportions)ႏွင့္ ျဒပ္ထုတည္ၿမဲမႈနိယာမ(Law of conservation of mass)တို႔ကို အေျခခံခဲ့သည္။ အဓိက အခ်က္မ်ားမွာ - 1.   ျဒပ္ပစၥည္းမ်ားကို အက္တမ္ဟုေခၚေသာ အလြန္႔အလြန္ေသးငယ္ေသာ အမႈန္မ်ားျဖင့္ ဖြဲ႔စည္းထားၿပီး ၎တို႔ကို ဓာတုဓာတ္ျပဳျခင္းမ်ားတြင္ ခြဲစိပ္၍ မရပါ။ 2.   အက္တမ္မ်ားကို မဖန္တီးႏိုင္သလို မဖ်က္ဆီးႏိုင္ပါ။ 3.   ျဒပ္စင္တစ္မ်ိဳး၏ အက္တမ္တိုင္းတြင္ တူညီေသာ ျဒပ္ထု ၊ ပံုစံ ၊ အရြယ္အစားႏွင့္ ဂုဏ္သတၱိမ်ားရွိသည္။ 4.   ျဒပ္စင္အမ်ိဳးမ်ိဳး၏ အက္တမ္မ်ားတြင္ ကြဲျပားေသာ ျဒပ္ထုႏွင့္ ဂုဏ္သတၱိမ်ားရွိၾကသည္။ 5.   ျဒပ္စင္တိုင္း၏အက္တမ္မ်ားသည္ ျဒပ္ေပါင္းတို႔၏ ေမာ္လီက်ဴးမ်ား ျဖစ္ေပၚရန္ ရိုးရွင္းေသာ အခ်ိဳးအစားျဖင့္ ေပါင္းစပ္ၾကသည္။ 6.   ျဒပ္ေပါင္းတစ္ခု၏ ေမာ္လီက်ဴးတိုင္းတြင္ တူညီေသာ ျဒပ္ထု ၊ ပံုစံႏွင့္ ဂုဏ္သတၱိမ်ား ရွိသည္။ 7.   ျဒပ္ေပါင္း အမ်ိဳးမ်ိဳး၏ ေမာ္လီက်ဴဒမ်ားတြင္ ကြဲျပားေသာ ျဒပ္ထုႏွင့္ ဂုဏ္သတၱိမ်ားရွိၾကသည္။

အက္တမ္သီအိုရီ၏ ေအာင္ျမင္မႈမ်ားႏွင့္အတူ အက္တမ္အယူအဆ က်ယ္ျပန္႔စြာ ထြန္းကားလာခဲ့သည္။ အက္တမ္သီအိုရီျဖင့္ ေတြ႔ရွိၿပီး ျဒပ္စင္၊ ျဒပ္ေႏွာႏွင့္ ျဒပ္ေပါင္းတို႔၏ အေလးခ်ိန္ႏွင့္ ဂုဏ္သတၱိတို႔ကို ေဖာ္ထုတ္ႏိုင္ခဲ့သည္။

၁၉ ရာစုအတြင္း လွ်ပ္စစ္ဓာတ္ကို ေလ့လာရာမွ အက္တမ္အယူအဆသစ္ ထပ္မံ ထြက္ေပၚလာသည္။ ၁၈၇၀တြင္ အဂၤလိပ္ သိပၸံပညာရွင္ ၀ီလီယံကေရာ့ခ္(William Crook)က ကတ္သုတ္ေရာင္ျခည္(Cathode Ray)ကို ေတြ႔ရွိခဲ့သည္။ (ေလစုပ္ထုတ္ထားေသာ ဖန္ျပြန္ထဲတြင္ တစ္ခုႏွင့္ တစ္ခု မထိဘဲကြာေနေသာ အဖိုစြန္းႏွင့္ အမစြန္းတို႔အား လွ်ပ္စစ္စီးေစပါက ကတ္သုတ္ေရာင္ျခည္ထြက္လာသည္။) ၁၈၉၇တြင္ အဂၤလိပ္ ရူပေဗဒပညာရွင္ ဆာေဂ်ေဂ်သြန္မဆင္(Sir J.J.Thomson)က ၎သည္ အမလွ်ပ္စစ္စီးေၾကာင္း ျဖစ္ေၾကာင္း ေဖာ္ထုတ္ခဲ့သည္။

၁၉ ရာစု၏ ေနာက္ဆံုးဆယ္စုႏွစ္အတြင္း ေတြ႔ရွိခ်က္(၃)ခုက အက္တမ္ အယူအဆကို ေတာ္လွန္ခဲ့ၾကပါသည္။

1. အိတ္စ္ေရာင္ျခည္(X-ray)

2. ေရဒီယိုသတၱိၾကြျခင္း(Radioactivity) အီလက္ထရြန္(Electron)

3. အီလက္ထရြန္(Electron)

အိတ္စ္ေရာင္ျခည္(X-ray) ၁၈၉၅ခုႏွစ္တြင္ ဂ်ာမနီႏိုင္ငံ၊ ၀ါဇဘက္တကၠသိုလ္မွ ၀ီလီယံကြန္ရဒ္ရြန္ဂ်င္(William Konrad  Roentgen,1845-1923)က ေတြ႔ရွိခဲ့သည္။  ေလဟာနယ္ဖန္လံုးအတြင္း ကတ္သုတ္ေရာင္ျခည္အား အလြန္လွ်င္ျမန္စြာ ပစ္လြတ္ရာမွ ေတြ႔ရွိခဲ့သည္။  ၎သည္ ေပါ့ေသာ အက္တမ္မ်ား (ဟိုက္ဒရိုဂ်င္၊ ဟီလီယံ၊ ကာဗြန္၊ ႏိုက္ထရိုဂ်င္ႏွင့္ ေအာက္စီဂ်င္)ကို ေဖာက္ထြင္းႏိုင္သည္။  ရြန္ဂ်င္သည္ ၎ႏွင့္ ပတ္သတ္၍ ေသခ်ာစြာ မရွင္းျပႏိုင္ခဲ့ေသာ္လည္း  ထိုေတြ႔ရွိမႈ အတြက္ ၁၉၀၁ ခုနစ္တြင္ ပထမဆံုး ရူပေဗဒႏိုဘယ္ဆုကို ရရွိခဲ့သည္။

ေရဒီယိုသတၱိၾကြျခင္း(Radiaactivity) ၁၈၉၆ခုႏွစ္တြင္ ဟင္နရီဘက္ကြာရယ္(Henry Becquerel)သည္ ယူေရနီယမ္အက္တမ္မွ ေရဒီယိုသတၱိၾကြျခင္းကို ေတြ႔ရွိခဲ့သည္။  ေရဒီယိုသတၱိၾကြျခင္းဆိုသည္မွာ အက္တမ္တစ္ခုသည္ ကြဲေၾကကာ အျခားအက္တမ္တစ္ခု အျဖစ္ ေျပာင္းလဲသြားျခင္းျဖစ္သည္။ ၎ျဖစ္စဥ္မွ - v           အာလ္ဖာေရာင္ျခည္(Alpha Ray) v                  ဘီတာေရာင္ျခည္(Beta Ray) v                  ဂမ္မာေရာင္ျခည္(Gamma Ray) တို႔ကို ထုတ္လႊတ္ေပးပါသည္။

အီလက္ထရြန္ ၁၈၉၇ခုႏွစ္တြင္ သြန္မဆင္က အမဓာတ္ေဆာင္ ကတ္သုတ္ေရာင္ျခည္သည္  အီလက္ထရြန္စီးေၾကာင္း ျဖစ္သည္ဟုေတြ႔ရွိခဲ့သည္။ ၎သည္ အလြန္ေသးငယ္ေၾကာင္းလည္း သိရွိခဲ့သည္။

ထို႔ေနာက္ သိပၸံပညာရွင္မ်ားသည္ အက္တမ္သည္ ခြဲစိပ္မရဟူေသာ အယူအဆကို လံုး၀စြန္႔လႊတ္ခဲ့ၾကၿပီးေနာက္ အက္တမ္၏ အတြင္းတည္ေဆာက္ပံုကို စတင္ စဥ္းစားလာၾကသည္။

သြန္မဆင္က ပထမဆံုး အက္တမ္ တည္ေဆာက္ပံုကို စတင္ တင္ျပခဲ့သည္။သူ၏ အက္တမ္ တည္ေဆာက္ပံုကို Plum-pudding model ဟုေခၚသည္။ ထိုပံုစံအရ အမဓာတ္ေဆာင္ အီလက္ထရြန္မ်ားသည္ အဖိုဓာတ္ေဆာင္ အက္တမ္ထဲတြင္ သမစြာ ပ်ံ႕ႏွံ႔ေနသည္ဟု ယူဆခဲ့ၾကသည္။

ထိုအခ်ိန္တြင္ အားနက္ရူးသားဖို႔ဒ္သည္ ေရဒီယိုသတၱိၾကြျခင္းကို စူးစမ္းရင္း သူ၏ေနာင္တြင္ ေက်ာ္ၾကားလာေသာ အယ္လ္ဖာအမႈန္ပစ္လႊတ္ျခင္းစမ္းသပ္မႈ (Alpha particle scattering) မွ အက္တမ္ပံုစံအသစ္ကို ေတြ႔ရွိခဲ့သည္။ သူသည္ အဖိုဓာတ္ေဆာင္ အယ္လ္ဖာအမႈန္မ်ားကို ပါးလႊာေသာ ေရႊျပားဆီသို႔ ပစ္လႊတ္ရာ အမ်ားစုမွာ ေရႊျပားကို ေဖာက္ထြက္ၿပီး အခ်ိဳမွာ ေထာင့္အနည္းငယ္ခိ်ဳးၿပီး အခ်ိဳ႔မွာ ေထာင့္ႀကီးမားစြာခ်ိဳးၿပီး အနည္းငယ္ လမ္းေၾကာင္းေျပာင္းသြားသည္ကို ေတြ႔ရပါသည္။ ထို႔အျပင္ စမ္းသပ္မႈတိုင္းတြင္ တစ္မႈန္တစ္ေလခန္႔သည္ ေရႊျပားကို ျဖစ္မသြားဘဲ ေနာက္သို႔ ျပန္ကန္ထြက္လာသည္ကို ေတြ႔ရွိရေလသည္။ ဤအျဖစ္အပ်က္မွ သြန္မဆင္ ပံုစံမွာ မွန္ကန္မႈ မရွိေၾကာင္းသိရွိလာၿပီး အက္တမ္ပံုစံအသစ္ကို တင္ျပခဲ့သည္။

သူ၏ပံုစံအသစ္တြင္ အက္တမ္၏ အလယ္ဗဟို၌ ႏ်ဴကလီးယပ္စ္(Nucleus) ဟုေခၚေသာ ေသးငယ္ၿပီး ျဒပ္ထုေလးသည့္ အရာပါ၀င္သည္။ ၎သည္ အဖိုဓာတ္ေဆာင္ၿပီး အက္တမ္၏ ျဒပ္ထုအားလံုးနီးပါး ပိုင္ဆိုင္သည္။ ႏ်ဴကလီးယပ္စ္ကို အီလက္ထရြန္မ်ားက ၀န္းရံထားသည္။ အက္တမ္သည္ 10-10mခန္႔ရွိၿပီး ႏ်ဴကလီးယပ္စ္မွာ 10-14mခန္႔ ရွိသည္။ ထို႔ေၾကာင့္ အက္တမ္ တစ္ခုလံုးမွာ ဗလာဟင္းလင္းဟာ ရွိေနသည္။

ရူးသားဖို႔ဒ္၏ ပံုစံသည္ သူ၏ စမ္းသပ္ခ်က္ႏွင့္ ကိုက္ညီေသာ္လည္း အျခားျပႆနာမ်ားကို ႀကံဳေတြ႔ခဲ့ရသည္။ အီလက္ထရြန္၏ တည္ေနရာအတြက္ ေျဖရွင္းမႈ မရွိေပ။ အီလက္ထရြန္ကို ရပ္ေနသည္ဟု ယူဆပါက ၎သည္ ႏ်ဴကလီးယပ္စ္၏ ဆြဲငင္မႈေၾကာင့္ ႏ်ဴကလီးယပ္စ္ႏွင့္ ပူးကပ္သြားမည္ျဖစ္ၿပီး ႏ်ဴကလီးယပ္စ္ကို လွည့္ပတ္ေနသည္ဟု ယူဆပါက ၎တြင္ ဗဟိုခြာအားေၾကာင့္ အရွိန္ တျဖည္းျဖည္းတိုးလာၿပီး စြမ္းအင္ဆံုးရႈံးလာမည္။ ေနာက္ဆံုးတြက္ ပတ္လမ္းက်ဥ္းလာၿပီး ႏ်ဴကလီးယပ္စ္ႏွင့္ ၀င္တိုက္မိမည္ ျဖစ္သည္။

ဤျပႆနာကို ၁၉၁၃ တြင္ နီလ္ဘိုး(Niels Bohr)က ေျဖရွင္းႏိုင္ခဲ့သည္။ဘိုး၏ အက္တမ္ပံုစံအရ အီလက္ထရြန္မ်ားသည္ ႏ်ဴကလီးယပ္စ္ကို စက္၀ိုင္းပံုပတ္လမ္းျဖင့္ လွည့္ပတ္ေနၾကပါသည္။ အီလက္ထရြန္တြင္ ၎၏ စြမ္းအင္ကို လိုက္၍ ကြဲျပားေသာ ပတ္လမ္းရွိၾကပါသည္။ အီလက္ထရြန္သည္ ၎၏ ပံုမွန္ပတ္လမ္းတြင္ ရွိေနပါက ၎သည္ စြမ္းအင္ စုပ္ယူျခင္း မရွိသလို ထုတ္လႊတ္ျခင္းလဲ မရွိေပ။ သို႔ေသာ္ မူလထက္ျမင့္ေသာ ပတ္လမ္းသို႔ေရာက္ရွိရန္ စြမ္းအင္ လိုအပ္ၿပီး နိမ့္ေသာ ပတ္လမ္းသို႔ ခုန္ဆင္းရာတြင္လည္း စြမ္းအင္ ထုတ္လႊတ္သည္။ ၎စြမ္းအင္မွာ ဖိုတြန္(photon) ျဖစ္သည္။

အီလက္ထရြန္၏ လွ်ပ္စစ္ဓာတ္ႏွင့္ ႏ်ဴကလီးယပ္စ္ရွိ လွ်ပ္စစ္ဓာတ္အၾကား ဆြဲငင္ျခင္းက လွ်ပ္စစ္အားကို ျဖစ္ေစၿပီး ဗဟိုခြာအရွိန္ ရလာသည္။ ထို႔ေၾကာင့္ အီလက္ထရြန္သည္ ႏ်ဴကလီးယပ္စ္အား လမွ ကမၻာကို လွည့္ပတ္ ေနသကဲ့သို႔ ပတ္ေနသည္။

ဘိုး၏ အက္တမ္ပံုစံသည္ ဟိုက္ဒရိုဂ်င္ႏွင့္ ၎၏ အိုင္းယြန္းမ်ားအတြက္သာ ျဖစ္ၿပီး အျခားအက္တမ္မ်ားအတြက္ အဆင္မေျပခဲ့ေပ။သို႔ေသာ္ ပွ်မ္းမွ်အားျဖင့္ လက္ခံခဲ့ၾကသည္။

၁၉၁၁ခုနွစ္တြင္ အီလက္ထရြန္၏ လွ်ပ္စစ္ကို တိက်စြာ တိုင္းတာႏိုင္ခဲ့သည္။ ၎သည္ 1.60217733x10-19C ပမာဏရွိၿပီး အေျခခံလွ်ပ္စစ္ယူနစ္ အျဖစ္ သတ္မွတ္ကာ သေကၤတမွာ -1e ျဖစ္သည္။

ထို႔ေနာက္ အီလက္ထရြန္ႏွင့္ လွ်ပ္စစ္ဆန္႔က်င္ဘက္ရွိေသာ အမႈန္ကို ရွာေဖြခဲ့ေသာ္လည္း မေတြ႔ခဲ့ၾကေပ။ အငယ္ဆံုး အဖိုလွ်ပ္စစ္မွာ ဟိုက္ဒရိုဂ်င္အက္တမ္၏ႏ်ဴကလီးယပ္စ္ျဖစ္ၿပီး လွ်က္စစ္ပမာဏမွာ တူညီေသာ္လည္း ျဒပ္ထုမွာ အီလက္ထရြန္ထက္ 1836.152701 အဆႀကီးပါသည္။

၁၉၁၄တြင္ ရူးသားဖိုဒ့္က ဟိုက္ဒရိုဂ်င္ ႏ်ဴကလီးယပ္စ္ကို အငယ္ဆံုး လွ်ပ္စစ္အဖိုအမႈန္အျဖစ္ ယူဆရန္ တင္ျပခဲ့သည္။ ထို႔ျပင္ ၁၉၂၀တြင္ ၎ကို ပရိုတြန္(Proton)ဟု ေခၚရန္ အဆိုျပဳခဲ့သည္။ ပရိုတြန္၏ လွ်ပ္စစ္ပမာဏမွာ +1e ရွိၿပီး ျဒပ္ထုမွာ 1.672623x10-27kg ခန္႔ရွိသည္။ ထိုအေျခအေနတြင္ ႏ်ဴကလီးယားရူပေဗဒ (Nuclear Physics) တြင္ ျဒပ္ထုယူနစ္ kg သည္ အလြန္ႀကီးသျဖင့္ အက္တမ္ျဒပ္ထုယူနစ္ (Atomic Mass Unit , amu , u ) ကို အသံုးျပဳပါသည္။ 1amu သည္ ကာဗြန္အက္တမ္၏ ဆယ့္ႏွစ္ပံု တစ္ပံုရွိၿပီး အငယ္ဆံုးျဖစ္ေသာ ဟိုက္ဒရိုဂ်င္အက္တမ္သည္ပင္ ၎ေအာက္ မငယ္ေပ။ ပရိုတြန္၏ျဒပ္ထု(mp)မွာ 1.007276u ရွိပါသည္။

သို႔ရာတြင္ အက္တမ္တည္ေဆာက္ပံု၌ အခက္အခဲမ်ား ရွိေနဆဲ ျဖစ္ပါသည္။ ပရိုတြန္အယူအဆကို ထည့္သြင္းၿပီး ေနာက္တြင္လည္း ဘိုး၏အက္တမ္ပံုစံသည္ ဟိုက္ဒရိုဂ်င္ အက္တမ္တြင္သာ ကိုက္ညီေနပါသည္။ ထပ္မံ၍ ေတြ႔ျမင္ေနက် ဟိုက္ဒရိုဂ်င္အက္တမ္ထက္ ပိုေလးေသာ ဟိုက္ဒရိုဂ်င္အက္တမ္(ဒ်ဴတာရီယမ္)ကိုလည္းေတြ႔ရွိခဲ့ပါသည္။ ၎တြင္ ေတြ႔ျမင္ေနက် ဟိုက္ဒရိုဂ်င္အက္တမ္ထက္ ႏွစ္ဆခန္႔ ပိုေလးပါသည္။ ထို႔ျပင္ အျခားအက္တမ္မ်ား၏ ႏ်ဴကလီးယပ္စ္မ်ားသည္ ၎တို႔တြင္ ပါ၀င္ေသာ ပရိုတြန္ အေရအတြက္ထက္ အၿမဲ ပိုမ်ား ေနၾကသည္ကိုလည္း ေတြ႔ရွိလာၾကပါသည္။

ထိုေၾကာင့္ အက္တမ္၏ ႏ်ဴကလီးယပ္စ္ကို ပရိုတြန္ တစ္မ်ိဳးတည္းျဖင့္ ဖြဲ႔စည္းထားျခင္း မဟုတ္ဟု စတင္စဥ္းစား လာၾကပါသည္။ ဥပမာ - ပိုေလးေသာ ဟိုက္ဒရိုဂ်င္ျဖစ္ေသာ ဒ်ဴတာရီယမ္တြင္ ျဒပ္ထုမွာ 2amu ခန္႔ရွိေသာ္လည္း အီလက္ထရြန္တစ္လံုးသာ ရွိသျဖင့္ ၎၏ ႏ်ဴကလီးယပ္စ္တြင္ ပရိုတြန္တစ္လံုးသာ ရွိမည္ျဖစ္ပါသည္။ က်န္ေသာ ျဒပ္ထုမွာ မည္သည္နည္းဟု စူးစမ္းခဲ့ၾကပါသည္။

ဤတြင္ အဆိုျပဳခ်က္တစ္ရပ္ ထြက္လာသည္။ ထိုက်န္ေသာ ျဒပ္ထုမွာ ႏ်ဴကလီးယပ္စ္ရွိ အျခားအမႈန္တစ္ခု ျဖစ္ၿပီး ၎သည္ ပရိုတြန္၏ ျဒပ္ထုခန္႔ ရွိကာ လွ်ပ္စစ္ဓာတ္မဲ့ အမႈန္ျဖစ္ရမည္ဟု ယူဆ ခဲ့ၾကသည္။ ဤတြင္ ရရွိလာေသာ အခ်က္အလက္မ်ားျဖင့္ စူးစမ္းေလ့လာရင္း ၁၉၃၂တြင္ ရူပေဗဒ ပညာရွင္ ဂ်ိမ္းစ္ခ်က္ဒ္၀က္(James Chadwick)က ၎ကို ရွာေဖြေတြ႔ရွိခဲ့ၿပီး ႏ်ဴထရြန္(Neutron)ဟု အမည္ေပးခဲ့သည္။ ၎သည္ လွ်ပ္စစ္ဓာတ္မရွိဘဲ ျဒပ္ထုမွာ 1.008665u ရွိသျဖင့္ ပရိုတြန္ထက္ အနည္းငယ္ ပိုႀကီးသည္။


အက္တမ္ႏွင့္ ပတ္သတ္၍ သိမွတ္ရမည့္ အခ်က္မ်ား

အက္တမ္နံပါတ္(Atomic Number)
အက္တမ္နံပါတ္သည္ အက္တမ္တစ္ခုတြင္ ရွိေသာ အီလက္ထရြန္ (သို႔) ပရိုတြန္ အေရအတြက္ ျဖစ္ပါသည္။ သေကၤတမွာ Z ျဖစ္သည္။

ျဒပ္ထုနံပါတ္(Mass Number)
ျဒပ္ထုနံပါတ္သည္ အက္တမ္၏ ႏ်ဴကလီးယပ္စ္တြင္ ရွိေသာ ႏ်ဴကလီယြန္(Nucleon-ပရိုတြန္ႏွင့္ ႏ်ဴထရြန္) အေရအတြက္ ျဖစ္သည္။ သေကၤတမွာ A ျဖစ္သည္။

အက္တမ္မ်ားကို ၿခံဳ၍ သေကၤတ X ျဖင့္ေရးသည္။
 



အိုင္ဆိုတုပ္(Isotope)
အိုင္ဆိုတုပ္မ်ားသည္ အက္တမ္နံပါတ္တူညီၿပီး ျဒပ္ထုနံပါတ္ ကြဲျပားေသာ အက္တမ္မ်ားျဖစ္သည္။ ၎တို႔သည္ ျဒပ္စင္တစ္မ်ိဳးတည္းျဖစ္ၿပီး ႏ်ဴကလီးယပ္စ္တြင္ ႏ်ဴထရြန္ အေရအတြက္-N ကြဲျပားေနျခင္းျဖစ္သည္။
ဥပမာ။ ။
ဟိုက္ဒရိုဂ်င္(N=0)
ဒ်ဴတာရီယမ္(N=1)
ထရစ္တီယမ္(N=2)




အက္တမ္ပံုစံတြင္ ႏ်ဴကလီးယပ္စ္ကို ပရိုတြန္၊ ႏ်ဴထရြန္တို႔ျဖင့္ ဖြဲ႔စည္းထားေၾကာင္းကို လက္ခံၿပီးေနာက္တြင္ ထပ္၍ ေမးခြန္းမ်ားထြက္ေပၚလာသည္။ အက္တမ္တစ္လံုးသည္ ေရဒီယိုသတၱိၾကြရာတြင္ အာလ္ဖာ၊ ဘီတာႏွင့္ ဂမ္မာေရာင္ျခည္တို႔ကို ထုတ္လႊတ္ရာ ဘီတာေရာင္ျခည္သည္ အီလက္ထရြန္အမႈန္ျဖစ္ပါသည္။ ထို႔ေနာက္ ဆက္လက္ေလ့လာမႈမ်ားမွ ၎ကို အက္တမ္၏ ႏ်ဴကလီးယပ္စ္မွ ထုတ္လႊတ္ေၾကာင္းသိရွိခဲ့ၾကသည္။ ထိုအခါ အဖိုလွ်ပ္စစ္ဓာတ္ေဆာင္ ႏ်ဴကလီးယပ္စ္မွ အမလွ်ပ္စစ္ဓာတ္ေဆာင္ အမႈန္ကို မည္သို႔ထုတ္လႊတ္ႏိုင္သနည္းဟူ၍ စဥ္းစား လာၾကပါသည္။

ဤျပႆနာကို ႏ်ဴထရြန္ကြဲေၾကျခင္း(Neutron Breakdown) ဟူေသာ ျဖစ္စဥ္ျဖင့္ ေျဖရွင္းခဲ့ပါသည္။ ျဒပ္စင္တစ္ခုသည္ ေရဒီယိုသတၱိၾကြရာတြင္ ထုတ္လႊတ္ေသာ ဘီတာေရာင္ျခည္ထုတ္လႊတ္ရန္ ႏ်ဴကလီးယပ္စ္တြင္ အီလက္ထရြန္ မပါ၀င္သျဖင့္ မထုတ္လႊတ္မီ ႏ်ဴကလီးယပ္စ္တြင္ အီလက္ထရြန္ ျဖစ္ေပၚလာရမည္ ျဖစ္ပါသည္။ ထိုအခါ လွ်ပ္စစ္ဓာတ္တည္ၿမဲမႈနိယာမအရ အီလက္ထရြန္ႏွင့္ အတူ ပရိုတြန္ပါ တြဲ၍ ျဖစ္လာရပါမည္။ ထိုသို႔ ုျဖစ္ေပၚရန္ ႏ်ဴကလီးယပ္စ္ရွိ ႏ်ဴထရြန္ တစ္လံုးသည္ ကြဲေၾကကာ အီလက္ထရြန္ႏွင့္ ပရိုတြန္ အျဖစ္ေျပာင္းလဲကာ အီလက္ထရြန္သည္ ဘီတာေရာင္ျခည္အျဖစ္ ထြက္လာၿပီး ပရိုတြန္သည္ ႏ်ဴကလီးယပ္စ္အတြင္းက်န္ခဲ့မည္ ျဖစ္ပါသည္။

ထိုကဲ့သို႔ ႏ်ဴထရြန္ေျပာင္းလဲျခင္းသည္ အက္တမ္အမ်ိဳးအစားကိုလိုက္၍ အခ်ိန္ကာလ ကြာျခားၿပီး ၎ကို ျဒပ္စင္၏ သက္တမ္း၀က္ (Half-life) ဟုေခၚသည္။ ဆိုလိုသည္မွာ ျဒပ္စင္၏အက္တမ္စုစုေပါင္းသည္ ၎၏သက္တမ္း၀က္ၾကာၿပီးေနာက္ တစ္၀က္ခန္႔သာ က်န္မည္ျဖစ္ၿပီး ေလ်ာ့သြားေသာ တစ္၀က္မွာ ႏ်ဴထရြန္ကြဲေၾကျခင္းျဖင့္ ၿပိဳကြဲသြားမည္ ျဖစ္သည္။

အခ်ိဳ႕အက္တမ္မ်ားသည္ ေရဒီယိုသတၱိၾကြမႈ ျဖစ္ေပၚျခင္း မရွိသျဖင့္ ၎တို႔တြင္ သက္တမ္း၀က္ မရွိပါ။

(လြတ္လပ္ေသာ အေျခအေနတြင္ ႏ်ဴထရြန္၏ သက္တမ္း၀က္မွာ 10.6 မိနစ္ခန္႔ရွိပါသည္။)

ႏ်ဴကလီးယပ္စ္ကို ပရိုတြန္ ႏွင့္ ႏ်ဴထရြန္တို႔ျဖင့္ ဖြဲ႔စည္းထားသည္ဟု လက္ခံၿပီးေနာက္ ထပ္မံ၍ ျပႆနာသစ္မွာ ႏ်ဴကလီးယပ္စ္၏တည္ၿမဲမႈ ျဖစ္သည္။ ပရိုတြန္မ်ားသည္ အဖိုလွ်ပ္စစ္ဓာတ္ေဆာင္သျဖင့္ တစ္ခုနွင့္ တစ္ခု တြန္းကန္ၾကသည္။ ၎တို႔တြင္ လွ်ပ္စစ္သံလိုက္အား(Electromagnetic Force) ရွိသည္။ ႏ်ဴထရြန္မ်ားမွာ လွ်ပ္စစ္မဲ့သျဖင့္ အဆိုပါအားသက္ေရာက္မႈ မရွိပါ။ သို႕ေသာ္ ပရိုတြန္ ႏွင့္ ႏ်ဴထရြန္တို႔သည္ ျဒပ္ထုရွိသျဖင့္ ျဒပ္ဆြဲအား(Gravitational Force) သက္ေရာက္ေနၾကသည္။ ပရိုတြန္တို႔ၾကားရွိ လွ်ပ္စစ္သံလိုက္တြန္းအားမွာ 2N ခန္႔ရွိၿပီး ႏ်ဴကလီယြန္တို႔ၾကား ျဒပ္ဆြဲအားမွာ 10-36N ခန္႔သာရွိပါသည္။

ထိုအခါ လွ်ပ္စစ္သံလိုက္အားသည္ ျဒပ္ဆြဲအားထက္ အဆ 10-36ခန္႔ ပိုႀကီးေနပါသည္။ ဤသို႔ဆိုလွ်င္ ႏ်ဴးကလီးယပ္စ္သည္ အားမညီမွ်မႈေၾကာင့္ ေပါက္ကြဲထြက္ကာ ကၽြႏု္ပ္တို႔ စၾက၀ဠာႀကီး တည္ရွိႏိုင္မည္ မဟုတ္ေပ။ထိုအခက္အခဲကို ကြမ္တမ္မကၠင္းနစ္(Quantum Mechanics) မွ ေျဖရွင္းႏိုင္ခဲ့သည္။

၁၉၃၂ခုႏွစ္တြင္ ရူပေဗဒပညာရွင္ ၀ါနာဟိုင္ဇင္ဘတ္(Weiner Heisenberb)သည္ ကြမ္တမ္မကၠင္းနစ္ ရႈေထာင့္မွ စာတမ္းတစ္ေစာင္ တင္ျပခဲ့သည္။ ၎မွာ အားစက္ကြင္းမ်ားမွ အျပန္အလွန္ သက္ေရာက္မႈမ်ား (Interactions)သည္ အမႈန္ဖလွယ္ျခင္း(Exchange of particles)ေၾကာင့္ ျဖစ္သည္ဟူေသာ အယူအဆ ျဖစ္သည္။ လွ်ပ္စစ္သံလိုက္အားသည္ ဖိုတြန္အမႈန္မ်ား အျပန္အလွန္ သက္ေရာက္မႈမ်ားေၾကာင့္ ျဖစ္သည္ဟု ဆိုသည္။ ထို႕ေၾကာင့္ ႏ်ဴကလီးယပ္စ္တည္ၿမဲမႈကို ၎အယူအဆျဖင့္ ေျဖရွင္းရန္ ႀကိဳးပမ္းၾကသည္။

၁၉၃၄တြင္ ဂ်ပန္လူမ်ိဳး ရူပေဗဒပညာရွင္ ဟိုက္ကီယုကာ၀ါ(Hideki Yukawa)သည္ အမႈန္ဖလွယ္ျခင္း အယူအဆကို သံုး၍ ရီေလတီဗီတီ ကြမ္တမ္ ညီမွ်ျခင္း(Relativistic Quantum Equation) ျဖင့္ ႏ်ဴကလီယြန္ႏွစ္ခုကို ပူးတြဲေနေစေသာ ဖလွယ္အမႈန္ကို တင္ျပခဲ့သည္။ ၎ကို ႏ်ဴကလီးယာအား(Nuclear force)ဟု ေခၚသည္။ ၎သည္ ကြမ္တမ္မကၠင္းနစ္နစ္မွ မေရရာမႈစည္းမ်ဥ္း(Uncertainty Principle)ႏွင့္ ရီေလတီဗီတီသီအိုရီမွ ျဒပ္ထု-စြမ္းအင္ညီမွ်ျခင္း တို႔ကို သံုး၍ ေျဖရွင္းထားျခင္း ျဖစ္သည္။ ၎အားသည္ လွ်ပ္စစ္သံလိုက္အားထက္ ပိုမိုအားျပင္းမည္ျဖစ္သည္။ ႏ်ဴကလီးယပ္စ္ အျပင္ဘက္တြင္ အားေပ်ာ့ၿပီး သက္ေရာက္မႈနည္းရမည္ ျဖစ္သျဖင့္ ၎သည္ တာတိုအား(Short-range force)လည္း ျဖစ္မည္ျဖစ္သည္။

မေရရာမႈစည္းမ်ဥ္းကို ဖလွယ္အမႈန္အယူအဆႏွင့္ ေပါင္းစပ္ေသာအခါ ႏ်ဴကလီယာအားအတြက္ ဖလွယ္အမႈန္သည္ မေရရာမႈစည္းမ်ဥ္း၏ ကန္႕သတ္အခ်ိန္အတြင္း စြမ္းအင္တည္ၿမဲမႈနိယာမကို လြတ္လပ္စြာ ခ်ိဳးေဖာက္ႏိုင္ၿပီး ၎ကို မျမင္ေတြ႔ႏိုင္ဘဲ အမႈန္ေယာင္(Virtual particle) သာျဖစ္မည္ဟု ဆိုပါသည္။ ယုကာ၀ါသည္ မေရရာမႈစည္းမ်ဥ္းမွ ရရွိလာေသာစြမ္းအင္ကို E=mc2 အရ တြက္ထုတ္ရာ၎သည္ 125MeV ခန္႔ရွိႏိုင္ေၾကာင္း ေတြ႔ရသည္။

၁၉၄၈တြင္ စစ္စီဖရန္႔ပါ၀ဲလ္(Cecil Frank Powell) သည္ ယုကာ၀ါ၏ ဖလွယ္အမႈန္ကို ရွာေတြ႕ခဲ့ပါသည္။ ၎ကို ပိုင္ယြန္(Pion) ဟု အမည္ေပးခဲ့ပါသည္။

ထို႔ျပင္ ႏ်ဴကလီယာအားသည္ တစ္မ်ိဳးတည္း မဟုတ္ဘဲ ႏွစ္မ်ိဳးျဖစ္ေၾကာင္းလည္း ထပ္မံေတြ႔ရွိခဲ့သည္။၎မွာ အားေပ်ာ့သျဖင့္ ပထမအားကို ႏ်ဴကလီယာအားျပင္း(Strong Interaction)ဟုေခၚၿပီး ေနာက္အားကို ႏ်ဴကလီယာ အားေပ်ာ့(Weak Interaction)ဟု ေခၚခဲ့ၾကသည္။