Leptonlar ve kuarklar şimdiki bilgilerimize göre elementer parcacıklardır. Yani, kendilerini oluşturan başka parçacıklardan yapılmamışlardır.Leptonlar içinde hepimizin yakından tanıdığı ‘Elektron’ vardır. Elektron şimdilik başka parçacıklardan yapılmamış olarak kabul edilmektedir. Leptonların spini (dönüş) ½ ve elektrik yükleri -1 veya 0 dır. Yunanca lepton hafif parçacık anlamına gelmektedir.
Temel Parçacıklar
1-) Leptonlar
2-) Kuarklar
3-) Nötrinolar
Elementer parçacıklar içinde adını James Joyce dan alan parçacıklar Kuarklardır.
Kuarklarda spin ½ ve elektrik yükleri 2/3 veya -1/3 olan parçacıklardır.
Şimdilik bilinen 6 kuark vardır.
Atom cekirdeği etrafında bulunan elektron bir elementer parcacık olduğu için
onunla fazla uğraşmayacağız. Geriye kalan, “çekirdek nedir”?
Sorusuna cevap arayacağız.
Çekirdek Nukleon adını verdiğimiz proton ve nötrondan meydana gelmiştir.
Elektron ve çekirdek, içindeki Nötron ile Proton kararlı parçacıklardır.
Çekirdeği ilgilendiren parçacıklar ailesi iki kısımdır.
1-) Baryonlar
2-) Mezonlar
Baryonlar ağır parcacıklardır, mezonlar orta ağır parçacıklardır.
Baryonlar ve Mezonların hepsine Hadronlar adı verilir.
Yunanca kuvvetli parçacık anlamındadır.
Kuark kuramına göre Baryonlar 3 kuarktan, Mezonlar ise bir kuark ve
bir antikuarktan oluşmuşlardır.
Nötron UDD kuarklarından, Proton ise UUD kuarklarından meydana gelmiştir.
Elektrik yükleri hesaplandığında 2/3 -1/3-1/3 = 0 yani yüksüz Nötron
ve 2/3+2/3-1/3 = 1 yüklü Proton olduğu görülür.
Hadronlar Ailesi
Bir atom çekirdeğini oluşturan Hadronlar,Kuarklardan yapılmışlardır ve aradaki mezon
alışverişi ile kararlı parçacıklar ortaya çıkar. Bu olay esnasında ki kuvvet güçlü
etkileşimdir ve çekirdeği parçalanmadan tutar. Bu olgu ilk kez H. Yukova tarafından
ortaya konulmuştur ve bu olayda en çok rol oynayan mezon pi mezondur.
Ortalıkta fazla görülmeyen bu maddelerin ömrü çok kısadır.
Yüklü pi mezon 10-8 sn yaşar.
Bir atom çekirdeğinin her zaman kararlı olmadığını biliyoruz, kararsız atom
çekirdeklerinde, ki radyoaktif maddelerin çekirdekleri böyledir, çekirdek
parçalanması olur bunu sağlayan zayıf etkileşimdir.
Doğada varolan ve şimdilik bilinen 4 temel kuvvetin bağlantı kuantasına Gluon adı verilir.
Elektromagnetik kuvvet gluonu FOTON
Zayıf Etkileşim kuvvet gluonu W+ W- Z0 parçacığı
Çekim Kuvveti gluonu GRAVİTON
Kuvvetli Etkileşim gluonu RENKLİ GLUONLAR
dır. Atom çekirdeğini ilgilendiren gluonlar Kuarkların tad dediğimiz özelliğini değiştirir
ve onların yapmış olduğu hadronları parçalar veya kuarkları zamk gibi birarada tutarak
kararlı parçacıkların yapılmasını sağlar.
Şimdiye kadar bahsedilen bu parçacıkların Pauli yasası ile belirlenen spinleri göz
önüne alındıklarında (spin parcacığın iç açısal momentumudur), parçacıklar ya
tamsayılı spinlere sahiptir. 0 , 1 ,2 …gibi veya yarım tamsayılı (buçuklu)
spinlere sahiptir ½ , 3/2 , 5/2 … gibi. Yarı tamsayılı spinli parçacıklar
FERMİ istatiklerine, tamsayılı spin’e sahip olanlar BOSE istatiklerine uyarlar.
Bu nedenle Spinler göz önüne alındığında parçacıklar iki kısma ayrılırlar.
1-) Fermionlar ( Enrico Fermi den)
2-) Bozonlar ( M. K. Bose dan )
Fermi istatistiklerine uyan parcacıklar aynı anda aynı konumda olamazlar (elektron gibi).
Bose istatiklerine uyanlar ise aynı anda konumda olabilirler (foton dolayısı ile laser gibi).
Tüm bahsedilen parçacıkların bir antiparçacığı da olduğunu, ki buna antimadde diyoruz.
Unutmamakta fayda var. En çok bilinen örnek Pozitron yani antielektrondur.
“Peki ortalıkta antimadde niye görülmüyor?” diyorsanız sebebi; madde ile
antimadde karşılaştığında, ortaya enerji çıkmasıdır.
Kısaca özet halinde konuyu anlatmaya çalıştık, konu çok geniş ve gittikçe
karmaşık hale gelmektedir. Korunum yasaları, Pauli dışarlama etkisi, Parite,
Ayar teorileri, Sicim teorisi, sekizli yol gibi teferruata girmedik belki ileride
meraklısı artarsa konuyu daha geniş olarak inceleriz, şimdilik aklınızda bu
kadar kalsın yeter.
Nötrinolar
Nötrinolar leptondur. Yüksüz (nötr) ve sıfır veya çok küçük kütleye sahiptirler. Bu yüzden diğer parçacıklarla neredeyse hiç etkileşmezler. Bir çok nötrino, bir kere bile etkileşmeden yeryüzünün içinden geçerler.
Nötrinolar değişik bozunma ve etkileşmeler ile üretilir. Örneğin, bir nötron bir proton, bir elektron, ve bir anti-nötrinoya bozunur. Aslında, fizikçiler nötrinoların, radyoaktif bozunmaların dikkatli gözlemleri sounucu varolduklarını varsaymışlardır.
Örneğin, bir nötron, bir elektron ve bir protona bozunduğunda, elektron ve protonun momentumları toplamı başlangıçtaki nötronunkine eşit değildir. Bu yüzden, kayıp momentuma karşı gelecek başka bir parçacık olmalıdır : yani, nötrino.
Nötrinolar çok sayıda üretildiklerinden ve maddeyle çok nadir etkileşmeye girdiklerinden, Evrende çok büyük miktarda bulunurlar. Eğer kütleleri varsa, Evrenin toplam kütlesinin çoğuna katkıda bulunacak ve genişlemesini etkileyeceklerdir.
-alıntı-kaynak bilinmiyor
Göreliliğin keşfedilmesinden uzun zaman önce, bilim iki temel ilke keşfetmişti; enerjinin korunumu ve kütle korunumu. Bunların ilki 17. yüzyılda Leibniz tarafından ayrıntılı olarak incelenmiş ve ardından 19. yüzyılda bir mekanik ilkesinin doğal sonucu olarak geliştirilmişti. Çok daha önceleri, ilk insanlar, sürtme yardımıyla ateş yaktıklarında ve böylelikle de verili bir enerji miktarını (iş) ısıya dönüştürdüklerinde, işin ve ısının eşdeğerliliği ilkesini pratik olarak keşfetmişlerdi. Bu yüzyılın başlarında, kütlenin enerji biçimlerinden sadece biri olduğu keşfedilmişti. Bir madde parçacığı oldukça yüksek düzeyde yoğunlaşmış ve lokalize olmuş enerjiden başka bir şey değildir. Bir parçacıkta yoğunlaşan enerji miktarı onun kütlesiyle orantılıdır ve toplam enerji miktarı her zaman sabit kalır. Bir çeşit enerjinin kaybı, bir başka çeşit enerjinin kazanılmasıyla telâfi edilir. Enerji sürekli olarak biçimini değiştirirken yine de her zaman aynı kalır.