Temel Parçacık

Temel parçacık
Vikipedi, özgür ansiklopedi

Temel taneciklerin Standart Modeli

Temel parçacıklar bilinen hiçbir alt yapısı olmayan parçacıklardır. Bu parçacıklar evreni oluşturan maddelerin temel yapıtaşıdır. Standart Model'de kuarklar, leptonlar ve ayar bozonları temel taneciklerdir.

Tarihsel olarak, hadronlar (proton ve nötron gibi mezonlar ve baryonlar) ve hatta bütün bir atom dahi temel tanecik olarak kabul ediliyordu. Temel tanecikler kuramındaki merkezi fikir, elektromanyetik radyasyonu ve onun beraberinde getirdiği kuantum mekaniğinin anlaşılmasında devrim yaratan kuantadır. Matematiksel anlamda temel tanecikler nokta parçacık olarak kabul edilir, buna rağmen sicim kuramı gibi bazı fizik kuramları fiziksel bir boyut önermektedirler.

Genel bakış

Temel ve kompozit parçacıkların çeşitli ailelerine ve onların etkileşimlerini açıklayan kuramlara genel bir bakış.

Bütün temel tanecikler spinlerine bağlı olarak bozon veya fermiyondurlar. Spin istatistik kuramı fermiyonları bozonlardan ayıran kuantum istatistiklerini belirler. Bu metodolojiye göre: madde ile ilişkilendirilen parçacıklar fermiyondur. Bunlar yarım tamsayı spine sahiptirler ve on iki çeşniye ayrılırlar. Temel kuvvetlerle ilişkilendirilen parçacıklar bozondurlar ve bunlar tamsayı spine sahiptirler.

Fermiyonlar:

Kuarklar — yukarı, aşağı, tılsım, acayip, üst, alt
Leptonlar — elektron nötrino, elektron, müon nötrino, müon, tau nötrino, tau

Bozonlar:

Ayar bozonları — gluon, W ve Z bozonları, foton
Diğer bozonlar — Higgs bozonu, graviton

Standart Model
Parçacık fiziğinin Standart Modeli temel fermiyonların on iki çeşnisini, onlara karşılık gelen antiparçacıkları, kuvvetlere aracılık eden temel bozonları ve henüz keşfedilmemiş olan Higgs bozonunu içerir. Ancak Standart Model kati bir kuramdan ziyade geniş çapta geçici bir kuram olarak nitelendirilir ve Einstein'ın genel göreliliği ile uyumlu olup olmadığı bilinmemektedir. Kütleçekim kuvvetinin taşıyıcı parçacığı olduğu düşünülen graviton, sparçacıklar ve sıradan parçacıkların süpersimetrik eşleri gibi Standart Model'de açıklanmayan bazı hipotetik parçacıkların varlığı muhtemeldir.

Temel fermiyonlar

12 temel fermiyonik çeşni, herbirinde dört parçacık bulunan üç nesile ayrılır. Bu parçacıkların altısı kuarktır. Geriye kalan altı parçacık leptondur, bunların üçü nötrinodur ve geriye kalanlar da -1 elektrik yüküne sahiptir: elektron ve onun kuzenleri müon ve tau.

Parçacık Nesilleri Leptonlar

Bu 12 parçacığa karşılık gelen 12 temel fermiyonik antiparçacık bulunur.

Kuarklar
Renkhapsi denilen bir olgu sebebiyle kuarklar ve antikuarklar hiçbir zaman izole bir şekilde algılanamaz. Her kuark güçlü etkileşimin üç renkyükünden birini taşır; antikuarklar da benzer şekilde antirenkyükü taşırlar. Yüklü parçacıkların foton değiş tokuşu yoluyla etkileşmesi gibi renkyüklü parçacıklar da gluon değişimi yoluyla etkileşirler. Yüklü parçacıkların birbirlerinden ayrılmasıyla etkisi azalan elektromanyetik etkileşimden farklı olarak, renkyüklü parçacıklar ayrıldıkça daha fazla kuvvet hissederler.

Renkyüklü parçacıklar biraraya gelerek, hadronlar olarak bilinen renkyüksüz kompozit parçacıkları oluştururlar. Bir kuark bir antikuark ile çift oluşturabilir: bu durumda kuark bir renkyükü ve antikuark da ona karşılık gelen bir antirenkyükü taşır. Kuark ve antikuark birbirlerini sıfırlayarak mezonlar olarak bilinen renkyüksüz parçacıkları oluştururlar. Bunun alternatifi olarak biri kırmızı, diğerleri mavi ve yeşil olmak üzere üç kuark bir arada bulunabilir. Bu üç renkyüklü kuark birlikte renkyüksüz baryonları oluştururlar. Simetrik olarak antikırmızı, antimavi ve antiyeşil renkyüklerine sahip üç antikuark biraraya gelerek antibaryon oluşturabilir.

Kuarklar ayrıca kesirli elektrik yüküne sahiptirler, ancak kuarklar tamsayı elektrik yüklü hadronlarda hapis olduklarından kesirli yükler hiçbir zaman izole edilemez. Kuarklar +2/3 ve −1/3 antikuarklar da bunun tersi -2/3 ve +1/3 elektrik yüküne sahiptirler.

Temel bozonlar
Standart Model'de vektör (spin-1) bozonları (gluonlar, fotonlar ve W ve Z bozonları) kuvvet taşıyıcısıdırlar. Higgs bozonu (spin-0) ise parçacıkların içkin kütlelerinden sorumludur.

Gluonlar
Gluonlar güçlü etkileşimin aracasıdırlar ve hem renkyükü hem de antirenkyükü taşırlar.

Elektrozayıf bozonları
Üç zayıf ayar bozonu W+, W− ve Z0 zayıf etkileşime aracılık ederler. Kütlesiz foton elektromanyetik etkileşimin aracı parçacığıdır.

MsXLabs Üye Girişi