Greece
Γλωσσάρι

Σωμάτιο άλφα - Ο πυρήνας ενός ατόμου ηλίου, ο οποίος περιέχει δύο πρωτόνια και δύο νετρόνια. Είναι ιδιαίτερα σταθερός πυρήνας και εκπέμπεται ως ένα σώμα από βαρύτερους πυρήνες σε μια διεργασία γνωστή ως αποδιέγερση άλφα. Τα σωματίδια ήταν γνωστά προτού κατανοηθεί ότι περιέχουν πρωτόνια και νετρόνια. Είναι επίσης διπλά ιονισμένα άτομα, δηλ. άτομα ηλίου από τα οποία έχουν αφαιρεθεί και τα δύο ηλεκτρόνια.

Αντι-ύλη - ύλη που αποτελείται εξολοκλήρου από αντι-σωμάτια.

Αντι-σωμάτιο - ένα είδος υποατομικού σωματιδίου, το οποίο είναι σαν κατοπτρικό είδωλο του αρχικού σωματιδίου όπου όμως οι βασικές ιδιότητες έχουν αντιστραφεί. Για παράδειγμα, το αντι-πρωτόνο έχει ακριβώς την ίδια μάζα με το πρωτόνιο, αλλά είναι αρνητικά φορτισμένο. Όταν τα σωμάτια και τα αντίστοιχα αντι-σωμάτια συναντιούνται, εξαφανίζονται με έκλυση ενέργειας. Ανάλογα, ένα σωμάτιο και ένα αντι-σωμάτιο μπορούν να παραχθούν από καθαρή ενέργεια. Το αντι-ηλεκτρόνιο είναι γνωστό ως ποζιτρόνιο και έχει θετικό φορτίο ίδιου μεγέθους με το αρνητικό φορτίου του ηλεκτρονίου.

Μονάδα ατομικής μάζας (amu) - Η συμβατική μονάδα που χρησιμοποιείται για να εκφράσει τη μάζα των πυρήνων. Είναι ίση με το ένα δωδέκατο της μάζας του ουδέτερου ατόμου άνθρακα, 12C. Η μάζα ενός πυρήνα σε amu είναι προσεγγιστικά ίση με το μαζικό αριθμό αυτού του πυρήνα.

Ατομικός αριθμός - συμβολίζεται με Z, ο αριθμός των πρωτονίων ενός πυρήνα. Επίσης, ο συνολικός αριθμός των ηλεκτρονίων ενός ουδέτερου ατόμου, καθώς αν τα φορτία εξουδετερώνονται, ο αριθμός των ηλεκτρονιών γύρω από έναν πυρήνα ισούται με τον αριθμό των πρωτονίων.

Βαρυόνια - Αδρόνια τα οποία περιέχουν τρία κουάρκ. Τα ελαφρύτερα βαρυόνια είναι τα πρωτόνια και τα νετρόνια. Τα βαρύτερα βαρυόνια, όπως το σωμάτιο δέλτα, είναι ασταθή. Τα βαρυόνια και τα μεσόνια (τα οποία περιέχουν ένα κουάρκ κι ένα αντικουάρκ) αποτελούν τους δύο τύπους αδρονίων.

Διάσπαση βήτα - Η διεργασία, η οποία καθορίζεται από την ασθενή πυρηνική αλληλεπίδραση, όπου πρωτόνια και νετρόνια μπορούν να μετασχηματισθούν το ένα στο άλλο. Όταν ένα νετρόνια πραγματοποιεί διάσπαση βήτα, απελευθερώνονται ένα ηλεκτρόνιο και ένα αντι-νετρίνο. Ένα ελεύθερο νετρόνιο μπορεί να πραγματοποιήσει διάσπαση βήτα γιατί η μάζα του υπερβαίνει το άθροισμα μαζών του πρωτονίου και του ηλεκτρονίου. Ένα πρωτόνιο μπορεί να πραγματοποιήσει διάσπαση βήτα μόνο εντός του πυρήνα με πλεόνασμα ενέργειας και εκπέμπει ένα ποζιτρόνιο κι ένα νετρίνο.

Ακτίνα βήτα - το παλαιό όνομα των ηλεκτρονίων, τα οποία εκπέμπονται από τους πυρήνες κατά τη διάσπαση βήτα.

Βορρομεανός πυρήνας - Συγκεκριμένος τύπος ασταθούς πυρήνα ο οποίος συμπεριφέρεται σαν να αποτελείται από τρία διακριτά μέρη. Το μεγαλύτερο μέρος του πυρήνα αποτελεί το κέντρο του, ενώ δύο νουκλεόνια (συνήθως νετρόνια) 'ταξιδεύουν γύρω του'. Αυτά τα τρία συστατικά (το κυρίως μέρος και τα δύο νουκλεόνια) συνδέονται μεταξύ τους με την ισχυρή πυρηνική αλληλεπίδραση με τέτοιο τρόπο, ώστε αν οποιοδήποτε από τα τρία αφαιρεθεί η δύναμη μεταξύ των άλλων δύο είναι αδύναμη να συγκρατήσει τα άλλα δύο και το σύσταμα διασπάται. Η συμπεριφορά αυτή είναι μοναδική στη φύση. Ο όρος Βορρομεανός (Borromean) προέρχεται από το πεδίο των μαθηματικών που ονομάζεται θεωρία δεσμών στην οποία οι βορρομεανοί δακτύλιοι αλληλοσυνδέονται έτσι, ώστε ο καθένας να συγκρατεί τους άλλους δύο. Παραδείγματα Βορρομεανών πυρήνων είναι οι 6He, 11Li και 14Be, οι οποίοι εμφανίζουν και πυρηνική άλω.

Θάλαμος φυσαλίδων - μία συσκευή η οποία εμφανίζει τη διαδρομή των φορτισμένων (έντονα ιονισμένων) σωματιδίων καθώς διέρχονται μέσα από ένα 'υπερκορεσμένο' υγρό. Κάποιες φορές ένα υγρό, όπως το υγρό υδρογόνο, μπορεί να θερμανθεί πάνω από το σημείο βρασμού του αν είναι υπερκαθαρό. Όμως, ένα φορτισμένο σωματίδιο το οποίο διέρχεται μέσα από ένα τέτοιο 'υπερκορεσμένο' υγρό αφήνει μια σειρά από φυσαλίδες στα σημεία όπου το σωμάτιο ιόνισε το υγρό.

Αλυσιδωτή αντίδραση - όταν ένα πυρήνας ουρανίου εξαναγκάζεται να πραγματοποιήσει σχάση λόγω απορρόφησης ενός νετρονίου θα απελευθερώσει ο ίδιος μερικά νετρόνια. Αυτά μπορούν με τη σειρά του να προκαλέσουν σχάση σε άλλους πυρήνες κοκ αν υπάρχει σημαντικός όγκος ουρανίου. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται αλυσιδωτή αντίδραση.

Θάλαμος νεφών - μία συσκευή η οποία εμφανίζει τη διαδρομή των φορτισμένων (έντονα ιονισμένων) σωματιδίων καθώς διέρχονται μέσα από ένα 'κορεσμένους' υδρατμούς. Υπάρχει όριο στην ποσότητα υδρατμών που μπορεί να συγκρατήσει ο αέρας, αλλά αυτό το όριο μπορεί μερικές φορές να ξεπεραστεί. Όμως, ένα φορτισμένο σωματίδιο το οποίο διέρχεται μέσα από τέτοιους 'κορεσμένους' υδρατμούς αφήνει μια σειρά από φυσαλίδες στα σημεία όπου το σωμάτιο ιόνισε τους υδρατμούς.

Κύκλοτρο (ή κυκλοτρόνιο) - επιταχυντής φορτισμένων σωματιδίων στον οποίο τα σωματίδια ακολουθούν σπειροειδή τροχιά εντός θαλάμου κενού λόγω μαγνητικού πεδίου και αλληλουχίας ωθήσεων από ένα ηλεκτρικό πεδίο.

Σωμάτιο δέλτα - σχετικό με το νουκλεόνιο, αυτό το σωμάτιο μπορεί να θεωρηθεί ως διεγερμένη κατάσταση ενός νουκλεονίου με ελαφρώς μεγαλύτερη μάζα.

Περίθλαση - Η ιδιότητα όλων των κυμάτων όταν απλώνονται αφότου συναντήσουν κάποιο εμπόδιο. Το μέγεθος της εξάπλωσης εξαρτάται από τη συχνότητα του κύματος και το μέγεθος του εμποδίου.

Γραμμές αποστάλαξης - είναι τα όρια του διαγράμματος Segre πέρα από τα οποία δεν υπάρχουν πυρήνες. Ονομάζονται έτσι γιατί είναι σαν ένα νουκλεόνιο εισερχόμενο σε κάποιον πυρήνα διαρρέει αμέσως έξω από αυτόν.

Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία - Κάθε ακτινοβολία η οποία αποτελείται από αυτό-συντηρούμενα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία. Κάθε ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ταξιδεύει στο κενό με την ίδια ταχύτητα, την ταχύτητα του φωτός. Το φως, τα ραδιοκύματα, η υπεριώδης, η γάμμα και η υπέρυθρη ακτινοβολία είναι κατά βάση ίδιες, διαφέροντας μόνο στη συχνότητα και το μήκος κύματος. Όλα τα διαφορετικά φαινόμενα στην ύλη προέρχονται από τη διαφορετική τους συχνότητα και αντίστοιχα τη διαφορετική ενέργεια των φωτονίων.

Ηλεκτρόνιο - Το πρώτο στοιχειώδες σωμάτιο που ανακαλύφθηκε. Ανήκει στην ομάδα σωματίδίων γνωστά ως λεπτόνια. Τα ηλεκτρόνια είναι πολύ ελαφρά, αρνητικά φορτισμένα σωμάτια και αποτελούν συστατικά των ατόμων έξω από τον πυρήνα. Τα ηλεκτρόνια έχουν μάζα 9x10-31 kg, περίπου ένα προς δύο χιλιάδες της μάζας του ελαφρύτερου ατόμου, του ατόμου του υδρογόνου. Έχουν μηδενικό μέγεθος και έτσι θεωρούνται `σημειακά σωμάτια'. Είναι ο φορέας του ηλεκτρισμού στα μέταλα.

Ηλεκτρονική σύλληψη - Η διεργασία στην οποία ένα ηλεκτρόνιο απορροφάται από τον πυρήνα και συνδυαζόμενο με ένα πρωτόνιο παράγει ένα νετρόνιο κι ένα νετρίνο.

Ενεργειακά επίπεδα - Οι επιτρεπτές διακριτές (κβαντισμένες) τιμές της ενέργειας που μπορεί να έχει ένας πυρήνας. Κάθε είδος πυρήνα έχει ένα μοναδικό μοτίβο ενεργειακών επιπέδων. Άτομα και μόρια έχουν και αυτά μοναδικά μοτίβα ενεργειακών επιπέδων.

Ενεργειακή κοιλάδα (πυρηνική) - Δεν έχουν όλοι οι πυρήνες το ίδιο ποσό ενέργειας ανά νουκλεόνιο. Αν όλοι οι πυρήνες τοποθετηθούν σύμφωνα με το N και το Z, όπως σε ένα διάγραμμα Segre, και υψωθεί μια γραμμή από τη θέση κάθε πυρήνα, ανάλογη της ενέργειας ανά νουκλεόνιο, τότε οι κορυφές αυτών των γραμμών θα σχηματίσουν μια επιφάνεια η οποία εμφανίζεται σαν μια κοιλάδα. Οι σταθεροί πυρήνες θα είναι αυτοί που βρίσκονται κοντά στον πάτο της κοιλάδας. Οι πυρήνες ψηλότερα από αυτήν την κοιλάδα υπόκεινται σε ραδιενεργούς μετασχηματισμούς, χάνοντας ενέργειας και κατρακυλόντας στις πλαγιές της κοιλάδας.

Διεγερμένη στάθμη - Κάθε ενεργειακό επίπεδο ενός πυρήνας πάνω από τη βασική στάθμη.

Σχάση - η διεργασία κατά την οποία ένα βαρύς πυρήνας διασπάται σε δύο σχεδόν ίσους μικρότερους πυρήνες, απελευθερώνοντας την ενέργεια που ήταν παγιδευμένη μέσα του. Συνήθως, η σχάση συμβαίνει αφού ένας πυρήνας έχει διεγερθεί λόγω απορρόφησης ενός νετρονίου, όμως υπάρχει και αυθόρμητη σχάση. Η σχάση είναι η διαδικασία που παράγει πυρηνική ενέργεια μέσω ελεγχόμενων αλυσιδωτών αντιδράσεων.

Συχνότητα - Ο αριθμός των δονήσεων ενός ταλαντούμενο συστήματος οι οποίες συμβαίνουν σε ένα δευτερόλεπτο. Για την περίπτωση των κυμάτων, είναι ο αριθμός των κυματομεγίστων τα οποία περνούν ένα καθορισμένο σημείο ανά δευτερόλεπτο. Μετράται σε Hertz ( = επαναλήψεις ανά δευτερόλεπτο).

Σύντηξη - η πυρηνική διεργασία κατά την οποία δύο ελαφρείς πυρήνες μπορούν να υπερβούν την αμοιβαία ηλεκτρική άπωση (Coulomb) και να συντηκούν. Αυτό συνοδεύεται από την έκλυση ενός μεγάλου ποσού ενέργειας και είναι η πηγή ενέργειας του Ήλιου και άλλων αστέρων. Προσδοκάται ότι μια μέρα η ελεγχόμενη σύντηξη θα είναι η ενεργειακή πηγή της ανθρωπότητας τη Γη.

Ακτίνα γάμμα - ένα φωτόνιο υψηλής ενέργειας (σωμάτιο φωτός) το οποίο απελευθερώνεται από τους ατομικούς πυρήνες όταν βρίσκονται σε διεγερμένη κατάσταση. Οι ακτίνες γάμμα επίσης μπορούν να απορροφηθούν από τους πυρήνες, οι οποίες ακολούθως διεγείρονται.

Γκλουόνιο - άμαζο σωμάτιο, το οποίο δεν έχει παρατηρηθεί απομονωμένο εκτός των αδρονίων και το οποίο δημιουργεί την έλξη μεταξύ των κουάρκς εντός των αδρονίων, κρατώντας τα συνδεδεμένα μεταξύ τους.

Θεμελιώδης στάθμη - Το επίπεδο με τη χαμηλότερη ενέργεια σε έναν πυρήνα (ή άτομο).

Αδρόνια - Όλα τα σωματίδια που αντιδρούν με την ισχυρή πυρηνική αλληλεπίδραση. Τα αδρόνια αποτελούνται από κουάρκς. Τα πρωτόνια και τα νετρόνια είναι αδρόνια, όπως και τα μεσόνια.

Χρόνος ημιζωής - ο χρόνος μετά από τον οποίον το μισό από ένα μεγάλο αριθμό ταυτόσημων ραδιενεργών πυρήνων έχει διασπασθεί.

Πυρήνες με άλω - Συγκεκριμένος τύπος εξωτικού πυρήνα που ανακαλύφθηκε στα μισά της δεκαετάς του 1980 ο οποίος έχει πολύ περισσότερα νετρόνια από τα σταθερά ισότοπα του ίδιου στοιχείο. Αυτό μερικές φορές καταλήγει στο να υπάρχει πολύ χαλαρή σύνδεση ενός ή δύο νετρονίων με τα υπόλοιπα νουκλεόνια και έτσι περνούν τον περισσότερο χρόνο πολύ μακρύτερα από την εμβέλεια της ισχυρής πυρηνικής αλληλεπίδρασης που τα κρατά δέσμια από τον υπόλοιπο πυρήνα εξαρχής. Τέτοιοι πυρήνες είναι εξαιρετικά ασταθείς και υπάρχουν εξαιτίας των παράξεων κανόνων της κβαντικής μηχανικής. Παραδείγματα πυρήνων με άλω ενός νετρονίου είναι ο 11Be και ο 19C, ενώ πυρήνες με άλω δύο νετρονίων τείνουν να είναι Βορρομεανοί. Υπάρχουν και πυρήνες με άλω πρωτονίων (όπως ο 8B) αλλά σε αυτή την περίπτωση η άπωση μεταξύ του θετικού φορτίου του πρωτονίου και του υπόλοιπου πυρήνα σημαίνει ότι το πρωτόνιο δεν μπορεί να απομακρυνθεί πολύ μακριά ή ότι καταπίπτει. Έτσι, πυρήνες με άλω πρωτονίων τείνουν να είναι μικρότεροι από τους πυρήνες με άλω νετρονίων.

Συμβολή - Ιδιότητα των κυμάτων όπου δύο κύματα αλληλοεπικαλύπτονται μεταξύ τους και παράγουν ένα μοτίβο μεγίστων (όταν δύο κυματικά μέγιστα συναντιούνται και συνδυάζονται) ή ελαχίστων (όταν ένα μέγιστο κύματος συνανά ένα ελάχιστο και αλληλοακυρώνονται). Το μοτίβο των σκοτεινών και φωτεινών περιοχών που δημιουργείται επιτρέπει να λάβουμε πληροφορίες για το σύστημα στο οποίο εμφανίζεται η συμβολή.

Ιόν - Ένα άτομο ή μόριο, το οποίο δεν είναι πλέον ηλεκτρικά ουδέτερο, συχνά επειδή ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια έχουν απομακρυνθεί εκτός, αλλά ο όρος μπορεί να χαρακτηρίζει κι ένα άτομο με επιπλέον ηλεκτρόνια (αρνητικό ιόν).

Ιονισμός - Η διαδικασία απομάκρυνσης ηλεκτρονίων από άτομα ή μόρια έτσι, ώστε να μην είναι πλέον ηλεκτρικά ουδέτερα. Οι ακτίνες άλφα, βήτα και γάμμα ιονίζουν την ύλη με την οποία αλληλεπιδρούν.

Ισοβαρείς - Πυρήνες με διαφορετικούς αριθμούς πρωτονίων και νετρονίων, αλλά με σταθερό άθροισμα πρωτονίων και νετρονίων, δηλ. τον ίδιο μαζικό αριθμό.

Ισομερής - Ένας πυρήνας που βρίσκεται σε μακρόβια διεγερμένη στάθμη (η οποία αποκαλείται ισομερής στάθμη ή μετασταθής στάθμη). Κάποιοι πυρήνες παραμένουν σε τέτοιες διεγερμένες στάθμες εξαιτίας συγκεκριμένων κβαντικών ιδιοτήτων τους, οι οποίες τους απαγορεύουν να μεταβούν σε χαμηλότερης ενέργειας στάθμης μέσω εκπομπής ακτινοβολίας γάμμα.

Ισότονοι - Πυρήνες με τον ίδιο αριθμό νετρονίων, αλλά διαφορετικούς αριθμούς πρωτονίων.

Ισότοπα - Όλοι οι πυρήνες συγκεκριμένου στοιχείου (που έχουν τον ίδιο αριθμό πρωτονίων) που έχουν διαφορετικούς αριθμούς νετρονίων ονομάζονται ισότοπα του στοιχείου. Έτσι ο 12C και ο 14C είναι διαφορετικά ισότοπα του άνθρακα.

Ισοτοπική μετατόπιση - το οπτικό φάσμα ενός ατόμου εξαρτάται σχεδόν απόλυτα από τα ηλεκτρόνια έξω από τον πυρήνα, αλλά το μέγεθος του πυρήνα παρουσιάζει ένα πολύ μικρό, αλλά μετρήσιμο αποτέλεσμα. Αυτό σημαίνει ότι προσεκτικές μετρήσεις των οπτικών φασμάτων του πυρήνα μας επιτρέπει να μετρήσουμε το μέγεθος του πυρήνα. Είναι πολύ χρήσιμο για πυρήνες που ζουν πολύ λίγο ώστε να πραγματοποιηθούν μετρήσεις με σκέδαση ηλεκτρονίων.

Λεπτόνια - Η μία από τις δύο κατηγορίες στοιχειωδών σωματιδίων στη φύση. Περιλαμβάνει το ηλεκτρόνιο, το μιόνιο και το ταόνιο, μαζί με τα αντίστοιχα νετρίνα τους.

Γραμμικός επιταχυντής - ένας επιταχυντής φορτισμένων σωματιδίων τα οποία επιταχύνονται από μια αλληλουχία ωθήσεων κατά μήκος ενός θαλάμου κενού μεγάλου μήκους εξαιτίας ταλαντούμενων ηλεκτρικών πεδίων.

Μαγικός αριθμός - Ορισμένοι αριθμοί πρωτονίων ή νετρονίων οδηγούν σε αυξημένη σταθερότητα των πυρήνων σε σχέση με γειτονικούς πυρήνες. Για τα νετρόνια, αυτοί οι αριθμοί είναι 2, 8, 20, 28, 50, 82 και 126. Το ίδιο και για τα πρωτόνια με τη διαφορά ότι δεν υπάρχει γνωστός πυρήνας με 126 πρωτόνια.

Έλλειμμα μάζας - η διαφορά μεταξύ της μάζας ενός πυρήνας και του αθροίσματος μαζών των νουκλεονίων του όταν αυτά είναι αδέσμευτα. Σημειώνεται ότι η συνολική μάζα ηρεμίας των προϊόντων διάσπασης είναι μικρότερη από τη μάζα ηρεμίας του διασπώμενου πυρήνας. Αυτό ονομάζεται μερικές φορές, ελάττωση μάζας.

Μαζικός αριθμός - συμβολίζεται με A και είναι ο συνολικός αριθμός των πρωτονίων και νετρονίων σε έναν πυρήνα. A=N+Z, όπου N είναι ο αριθμός των νετρονίων και Z ο αριθμός των πρωτονίων.

Μεσόνιο - υποατομικό σωματίδιο το οποίο μπορεί να θεωρηθεί ως ο φορέας της ισχυρής πυρηνικής αλληλεπίδρασης μεταξύ των νουκλεονίων στον πυρήνα. Υπάρχουν διάφοροι τύποι μεσονίων και μπορούν να είναι ουδέτερα, θετικά ή αρνητικά φορτισμένα. Είναι πλέον γνωστό ότι, όπως και τα νουκλεόνια, αποτελούνται από κουάρκς. Όμως σε αντίθεση με τα νουκλεόνια, τα οποία δημιουργούνται από τρία κουάρκς, τα μεσόνια περιέχουν ένα κουάρκ κι ένα αντι-κουάρκ.

Νετρίνο - ένα πολύ ελαφρύ σωμάτιο που εκπέμπεται κατά τη διάσπαση βήτα. Το όνομά του σημαίνει 'το μικρό ουδέτερο σωμάτιο' και ως πρόσφατα θεωρούνταν άμαζο (όπως το φωτόνιο). Σήμερα είναι γνωστό ότι υπάρχουν τρεις τύποι νετρίνων, μαζί με τα αντίστοιχα αντι-σωμάτια, αλλά μόνο το ελαφρύτερο από αυτά εκπέμπεται από τους πυρήνες.

Neutron - The other constituent, along with protons, of nuclei; it has a mass very slightly greater than the proton but is electrically neutral. Neutrons cannot survive for long outside the confines of the nucleus and beta-decay, i.e. turn into protons and anti-neutrinos, after about ten minutes.

Neutron star - the compact corpse left behind when a giant star dies in a supernova explosion. It has much the same density as a nucleus. Many experiments are aimed at understanding enough of the properties of nuclear matter at high pressures to enable us to understand neutron stars.

Nuclear matter - broadly speaking, the `stuff ' of nuclei. It is because nuclear matter is incompressible that the density of protons and neutrons at the centre of nuclei is much the same for all nuclei except the very lightest. For the same reason, neutron stars have much the same density as we find at the centre of nuclei.

Nucleon - general term for either a proton or a neutron.

Nuclide - A nucleus of a given number of protons and neutrons. There are about 7000 different possible nuclides, only several hundred of which are stable.

Oblate deformation - The deformation of a sphere that is achieved by squeezing two sides together. The Earth is slightly oblate since it is a little squashed at the poles making the equator slightly longer than it would be if the Earth were a perfect sphere.

Photomultiplier - a very sensitive photon detector, capable of measuring the energy in a very weak pulse of light. It forms part of a scintillation detector for measuring gamma rays. The pulse of light is generated as a scintillation.

Photon - a single particle of light. Einstein proposed in 1905 that light came in packets or light quanta, as an explanation for the photoelectric effect, whereby light can knock out electrons from the surface of a metal. Together with the work of Max Planck, this marked the beginning of the old quantum theory in which light is considered to be composed of discrete lumps. Later, it was realized that these packets of light energy had the same characteristics as particles, such as appearing at a single point in detectors, and they became known as photons.

Pion - The lightest meson, with mass of just over one eighth of the nucleon mass.

Positron - The anti-particle of the electron. It has the same mass as the electron but with opposite (positive) electric charge. The beta radiation from nuclei consists of electrons or positrons together with the (very nearly) undetectable neutrinos.

Prolate deformation - The deformation of a sphere into a 'rugby ball' or `American football' shape. This can be achieved with a balloon, say, by pulling apart two points on either side of the balloon's surface.

Proton - One of the constituents of nuclei and the only constituent of the lightest nucleus, Hydrogen. It has a positive charge of the same magnitude as the negative charge on an electron, and a mass almost two thousand times heavier than the electron. Every neutral atom contains as many protons in its nucleus as electrons orbiting outside it.

Quantum mechanics - The set of physical laws that govern the behaviour of the subatomic world. It began with the ideas of Max Planck and Albert Einstein at the beginning of the twentieth century and was developed into a complete mathematical theory by the mid-1920s by Neils Bohr, Erwin Schrodinger [Editor, o-umlaut] and Werner Heisenberg. Other physicists such as Paul Dirac, Max Born and Wolfgang Pauli made major contributions. While quantum mechanics is the most successful theory in science, underpinning much of modern physics, chemistry, electronics and material science, its predictions remain strange and counter-intuitive, especially when met for the first time.

Quark - components particle of proton, neutron, mesons and other hadrons. They cannot exist isolated, outside hadrons. The proton consists of two `up' quarks, each with a positive charge of magnitude 2/3 the charge of an electron, and one `down' quark, with a negative charge 1/3 the charge of an electron; the neutron has two down quarks and one up quark, making it a neutral particle.

Quark-gluon plasma - when nuclear matter is raised to a high temperature and subjected to huge pressure, as happens in very high energy collisions between heavy nuclei, the boundaries between the nucleons disappear and the quarks and gluons within them form a sort of soup. The Universe very briefly passed through a quark-gluon phase before protons and neutrons emerged after the Big Bang.

Scintillation - the flash of light when a nuclear particle or gamma ray strikes certain substances.

Scintillation counter - a particle detector in which the light from scintillations is detected and measure with photomultipliers.

Segre chart - a chart of the nuclei arranged (usually) with the proton number on the vertical axis and the neutron number on the horizontal axis. Generally, the square on this chart which correspond to particular values of N and Z will indicate key properties of that particular nucleus, such as its radioactivity.

Silicon detector - modern detectors of charged particles are based on the fact that such particles cause electrical signals to be generated when they pass through or are absorbed. Such detectors allow the energies and directions of particles produced in nuclear reactions to be accurately measured.

Spallation - when a very high energy proton or other projectile strikes a nucleus, it is likely to shatter, producing an array of lighter nuclei. Nuclei such as 6Li are believed to have been produced in spallation reactions in interstellar space.

Spectrometer - an instrument that separates radiation into its different wavelengths (or frequencies). Since every nucleus or every different atom radiates different sets of wavelengths, a spectrometer allows us to identify what atoms or nuclei are present in a sample. In addition, the particular pattern of wavelengths provides vital information about the atom or nucleus from which it has been radiated.

Spectrum - A representation showing how the strength (or brightness) of electromagnetic radiation from a given source depends on its wavelength. Also refers to the band of colours we see when light or other radiation is separated according to frequency (or wavelength); the most familiar example of this is the rainbow spectrum of visible light.

Spontaneous fission - The process whereby a heavy nucleus with an excess of neutrons splits roughly in half into two lighter nuclei. Such a process is a type of radioactive decay and takes place without the nucleus needing to absorb any surplus neutrons to prompt it to fission as would be needed in a nuclear reactor.

Super-heavy nuclei - nuclei with Z in the region of 110 or above.

Supernova, type Ia and type II - A supernova is the catastrophic explosion of a star in which it briefly emits as much radiation as all the stars in its galaxy. A type Ia supernova takes place when matter from the companion to a white dwarf star sheds enough matter onto the white dwarf until it exceeds the maximum mass such a star can have. A type II supernova takes place when the nuclear fuel in a giant star is exhausted. Radiation pressure from nuclear reactions can no longer hold the star up, so it collapses inwards. It then bounces out as a result of the incompressibility of nuclear matter, releasing vast amounts of energy, a flood of neutrinos and much matter into space. Many elements of which we and the solar system are made were produced in supernova explosions billions of years ago.

Synchrotron - developed from the cyclotron for much higher energies and involving a circular rather than spiral path. Synchrotrons can accelerate charged particles to very nearly the speed of light.

Theory of relativity - Einstein's special theory is based on two ideas; (I) that the speed of light in a vacuum is always the same, no matter how fast you are moving relative to the source of light, and, (II) the laws of physics are the same no matter how fast your lab is moving at a steady speed. One consequence is that mass m and energy E are equivalent, and that E=mc2.

Tokamak - an apparatus for producing nuclear fusion on Earth. It consists of a vacuum chamber in the form of a torus together with large magnets for keeping the interacting ions on closed paths through the vacuum.

Tunneling (quantum) - quantum mechanics permits particles to appear on the far side of barriers which, according to physics before quantum mechanics, they would not have the energy to surmount. This `quantum tunneling' controls such things as alpha decay, and permits the fusion of light nuclei in stars, allowing stars like the Sun to shine for billions of years.

Uncertainty principle - One of the fundamental ideas in quantum theory, first expressed by the German physicist Werner Heisenberg, which states that for any object certain pairs of properties, such as position and momentum, cannot be known precisely at the same time. However, this feature is not a result of the inevitable 'clumsiness' of our measuring apparatus when it comes to subatomic objects, but rather is a inherent in the objects themselves.

Wave-particle duality - The quantum concept whereby both matter and radiation must be regarded at their most fundamental level as sometimes having wave properties and sometimes particle properties. For example, electrons and photons each behave sometimes like particles and sometimes like waves.

Wavelength - The distance between two consecutive crests (or troughs) of a wave and is inversely proportional to the frequency of the wave. For electromagnetic radiation, the wavelength is equal to the speed of light divided by the frequency.

X-ray - A form of electromagnetic radiation with wavelengths shorter than ultraviolet but longer than gamma rays. Since the wavelength of the radiation is related to energy this means that x-ray photons are less energetic than gamma ray photons. However, there is no sharp dividing line between the two. X-rays have wavelengths ranging between about 10 nanometers down to 10 picometers.