नाभिकीय भौतिकी
भौतिकी की यह शाखा परमाणु नाभिक की संरचना और अस्थिर नाभिक से विकिरण से संबंधित है। परमाणु से लगभग 10,000 गुना छोटे, नाभिक, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के घटक कण, परमाणु बलों द्वारा एक दूसरे को इतनी दृढ़ता से आकर्षित करते हैं कि परमाणु ऊर्जा विशिष्ट परमाणु ऊर्जा से लगभग 1,000,000 गुना बड़ी होती है। परमाणु संरचना को समझने के लिए क्वांटम सिद्धांत की आवश्यकता है।
उत्तेजित परमाणुओं की तरह, अस्थिर रेडियोधर्मी नाभिक (या तो स्वाभाविक रूप से या कृत्रिम रूप से उत्पादित) विद्युत चुम्बकीय विकिरण का उत्सर्जन कर सकता है। ऊर्जावान परमाणु फोटॉनों को गामा किरणें कहा जाता है। रेडियोधर्मी नाभिक भी अन्य कणों का उत्सर्जन करते हैं: नकारात्मक और सकारात्मक इलेक्ट्रॉनों (बीटा किरणों), न्युट्रीनो और हीलियम नाभिक (अल्फा किरणों) के साथ।
परमाणु भौतिकी के एक प्रमुख अनुसंधान उपकरण में परमाणु लक्ष्य के खिलाफ प्रक्षेप्य के रूप में निर्देशित कणों (जैसे, प्रोटॉन या इलेक्ट्रॉनों) के बीम का उपयोग शामिल है। रीकोइलिंग कणों और किसी भी परिणामी परमाणु अंशों का पता लगाया जाता है, और उनकी दिशाओं और ऊर्जाओं का विश्लेषण परमाणु संरचना का विवरण प्रकट करने और मजबूत बल के बारे में अधिक जानने के लिए किया जाता है। एक बहुत कमजोर परमाणु बल, तथाकथित कमजोर बातचीत, बीटा किरणों के उत्सर्जन के लिए जिम्मेदार है। परमाणु टकराव के प्रयोगों में उच्च-ऊर्जा कणों के बीमों का उपयोग किया जाता है, जिसमें त्वरक में प्राथमिक परमाणु टकरावों द्वारा निर्मित मेसॉन नामक अस्थिर कणों को शामिल किया जाता है, जो मेसॉन कारखानों को डब करते हैं। प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के बीच मेसन का आदान-प्रदान सीधे मजबूत बल के लिए जिम्मेदार है। (मेसन्स अंतर्निहित तंत्र के लिए, मौलिक बलों और क्षेत्रों के नीचे देखें।)
रेडियोधर्मिता में और नाभिकीय विखंडन की ओर अग्रसर होने पर, जब भी परमाणु आवेश में कोई परिवर्तन होता है, परमाणु लक्ष्य की रासायनिक पहचान को बदल दिया जाता है। विखंडन और संलयन नाभिकीय प्रतिक्रियाओं में, जिनमें अस्थिर नाभिक होते हैं, क्रमशः छोटे नाभिक में विभाजित होते हैं या बड़े होते हैं, किसी भी रासायनिक प्रतिक्रिया से अधिक ऊर्जा की रिहाई होती है।
