Loading AI tools
Parçacık fiziği (yüksek enerji fiziği olarak da bilinir), maddeyi ve ışınımı oluşturan parçacıkların doğasını araştıran bir fizik dalıdır. Parçacık kelimesi birçok küçük nesneyi andırsa da, parçacık fiziği genellikle gözlemlenebilen, indirgenemez en küçük parçacıkları ve onların davranışlarını anlamak için gerekli temel etkileşimleri araştırır. Şu anki anlayışımıza göre bu temel parçacıklar, onların etkileşimlerini de açıklayan kuantum alanlarının uyarımlarıdırlar. Günümüzde, bu temel parçacıkları ve alanları dinamikleriyle birlikte açıklayan en etkin teori Standart Model olarak adlandırılmaktadır. Bu yüzden günümüz parçacık fiziği genellikle Standart Modeli ve onun olası uzantılarını inceler.
Atomaltı parçacıklar bağımsız olarak ömürleri çok kısa olduğu için normal şartlar altında gözlemlenemezler. Bu amaçla oluşturulan parçacık hızlandırıcı denilen dev düzeneklerde, yüksek elektriksel alan etkisi ile hızlandırılmış parçacıkların manyetik alan etkisi ile odaklanarak çarpıştırılması ile ortaya çıkan farklı parçacıklar incelenebilir hale getirilmeye çalışılır. Bu işlemlerin yapılmasında ve yaratılan çarpışmalarda ortaya çıkan enerji miktarları çok büyük olduğundan parçacık fiziği yüksek enerji fiziği olarak da adlandırılır. Parçacıkları ve etkileşimlerini açıklayan en güncel kurama Standart Model adı verilir.
Leptonlar ve kuarklar görünen maddeyi oluşturan ve günümüz teknolojisine göre iç yapısında başka parçacıklar barındırmayan temel yapıtaşlarıdır. Fermiyonların, dönüş (spin) kuantum değerleri kesirlidir (½ gibi). Bu parçacıklar dönüş değerleri kesirsiz (0, 1 gibi) olan bozonlar sayesinde birbirleri ile etkileşirler. İki çeşitleri vardır.
Leptonların en çok bilineni elektrondur. Elektron günümüz teknolojisiyle temel parçacık olarak kabul edilmektedir, yani başka parçacıklardan oluşmayan bir yapısı vardır ve noktasal bir nesne gibi davranır. Leptonların spin'i (dönüş; parçacığın iç açısal momentumu) ½ ve elektrik yükleri (protonun elektrik yükünün katları olarak) -1 veya 0 dır. Yunanca lepton hafif temel parçacık anlamına gelmektedir. Şimdilik (2019'da) bilinen 6 lepton vardır:
Temel parçacıklar içinde adını Murray Gell-Mann ve George Zweig tarafından alan parçacıklar kuarklardır. Kuarklarda spin ½ ve elektrik yükleri 2/3 veya -1/3 olan parçacıklardır. Şimdilik (2007'de) bilinen 6 kuark vardır:
Doğada şimdilik varlığı bilinen dört temel kuvvet vardır. Bu kuvvetler belirli parçacıkların değiş-tokuşu ile etkilerini gösterirler ve şöyle sınıflandırılabilirler:
Kuarklar ve/veya antikuarklar gluon tarafından tutularak hadronları oluştururlar. Yeğin kuvvet gereğince kuarklar hadronlar içinde hapsolmuş olarak bulunurlar; hiçbir zaman serbest parçacık olarak gözlemlenemezler. 3 kuarktan (veya antikuarktan) oluşan kesir spinli hadronlara baryonlar (bu kelime Yunanca ağır anlamındadır), bir kuark ve bir antikuarktan oluşan spini tam sayı hadronlara ise mezonlar (bu kelime "mezzo" kelimesinden gelir) denir.
Atom çekirdeği, diğer adıyla nükleon, proton ve nötronlardan meydana gelir. Elektron ve çekirdeğin içindeki nötron ile proton kararlı parçacıklardır. Kuarklar bir araya gelerek nükleonları oluştururlar. Nötron u,d,d kuarklarından, proton ise u,u,d kuarklarından meydana gelir. Elektrik yükleri hesaplandığında nötronun yüksüz (2/3 - 1/3 - 1/3 = 0) ve protonun +1 yüklü (2/3 + 2/3 - 1/3 = 1) olduğu görülür.
Bir atom çekirdeğini oluşturan nükleonlar aradaki mezon alışverişi ile kararlı parçacıklar ortaya çıkar. Bu olay esnasındaki kuvvet güçlü etkileşimdir ve çekirdeği parçalanmadan bir arada tutar. Bu olgu ilk kez Hideki Yukava tarafından ortaya konulmuştur ve bu olayda en çok rol oynayan mezon pi mezondur. Ortalıkta fazla görülmeyen bu parçacıkların ömrü çok kısadır. Yüklü pi mezon sn yaşar.
Bir atom çekirdeği her zaman kararlı değildir. Radyoaktif maddelerin çekirdekleri gibi kararsız atom çekirdeklerinde çekirdek parçalanması olur. Bunun nedeni zayıf etkileşim adlı kuvvettir.
Bu parçacıkların Pauli yasası dahilinde spinleri göz önüne alındığında, ya tam sayılı (0,1,..) veya buçuklu (1/2, 3/2,...) olduğu görülür. Yarı tam sayılı spinli parçacıklar Fermi istatiklerine, tam sayılı spine sahip olanlar Bose-Einstein istatiklerine uyarlar.
Bu nedenle spinler göz önüne alındığında parçacıklar iki kısma ayrılırlar.
Fermi istatistiklerine uyan parçacıklar aynı anda aynı kuantum sayılarına sahip olamazlar (elektron gibi).
Bose istatiklerine uyanlar ise aynı anda aynı konumda olabilirler (fotonlar bu grupta oldukları için lazer ışını oluşabilir). Yukarıda bahsi geçen temel Kuvvetlerin etkileşim parçacıkları bozonlardır.
Tüm bahsedilen parçacıkların bir antiparçacığı da mevcuttur; bu parçacıkların tamamı antimadde olarak adlandırılır.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.