12.sınıf fizik atom altı parçacıklar konu anlatımı, standart model, temel kuvvetler, kuarklar, bozonlar ve madde oluşumu ders notları.
Madde kuark ve elektron olmak üzere iki temel parçacıktan meydana gelmiştir. Sis odası ve parçacık hızlandırıcılar kullanılarak atom altı parçacıklar ispatlanmaktadır.
Standart model
Bu modele göre parçacıklar madde (temel) ve etkileşim (alan) parçacıkları olmak üzere ikiye ayrılmaktadır.
Günümüzde atom altı parçacıkları en iyi açıklayan teori standart modeldir.
Ferminyolar
Madde parçacıklarıdır.
Hadronlar ve leptonlar olmak üzere ikiye ayrılır.
Hadronlar
Kuarklardan meydana gelir.
Kütle ve spinlerine göre baronlar ve mezonlar olmak üzere ikiye ayrılır.
1- Baryonlar
Proton ve nötron bu gruptadır.
En ağır parçacıklardır.
3 kuarktan oluşurlar.
Spin sayıları kesirlidir.
2- Mezonlar
Pion, kaon ve bunların karşıt parçacıkları bu gruptadır.
2 kuarktan oluşurlar.
Spinleri sıfırdır.
Baryonlardan hafiftirler.
Yükleri eksi bir dir.
Günlük yaşamda bulunmazlar, kararsızdırlar.
Leptonlar
Elektron, müon, tau ve elektron nötrinosu, müon nötrinosu, tau nötrinosu olmak üzere 6 tanedir.
Kütleleri sıfıra yakındır.
Elektron, müon ve tau eksi yüklüdür.
Nötrinolar yüksüzdür.
İç yapıları yoktur, bölünemezler.
Kuarklar
Yukarı, aşağı, tılsımlı, acayip, üst ve alt olmak üzere 6 tanedir.
Sembolleri
Yukarıdaki tabloda kuarkların sembolü ve sağ üst köşede yük değerleri verilmiştir
Örneğin;
Yukarı kuark u ile gösterilir ve yükü 2/3 tür.
Aşağı kuark d ile gösterilir ve sembolü -1/3 tür.
Tüm hadronlar bu iki kuarktan meydana gelir.
Tek başlarına bulunmazlar, hadronları meydana getirirler.
Yükleri kesirlidir.
Anti-kuarklar olmak üzere 6 tane karşıt parçacıkları vardır.
Anti-kuarkların kuarktan tek farkı zıt yüklüdür.
Anti-kuarkların sembolü için kuark sembollerinin üstünde çizgi eklenir.
Kuarklar güçlü nükleer kuvvet etkisiyle (Gluon) proton ve nötron gibi hadronları oluşturur.
Proton 2 yukarı kuark ve 1 aşağı kuarktan meydana gelmiştir.
Kuarkların yüklerini toplarsak protonun yük değeri bulunur.
2/3 + 2/3 – 1/3 = +1
Nötron 1 yukarı kuark, 2 aşağı kuarktan meydana gelmiştir.
Kuarkların yüklerini toplarsak nötronun yük değeri bulunur.
2/3 – 1/3 – 1/3 = 0
Bozonlar
Evrendeki temel kuvvetlerin taşıyıcı olan etkileşim parçacıklarıdır.
1- Foton
Elektriksel ve manyetik kuvvet taşıyıcısıdır.
2- Gluon
Güçlü nükleer kuvvet taşıyıcısıdır.
3- Gravition
Kütle çekim kuvveti taşıyıcısıdır.
4- W ve Zo bozonu
Zayıf nükleer kuvvet taşıyıcısıdır.
5- Higgs bozonu
Parçacıklara kütle kazandırdığı ileri sürülmektedir.
Temel kuvvetler
1- Zayıf nükleer kuvvet
Atom çekirdeğinin kararsız olmasına neden olur.
W ve Z etkileşim parçacığıdır.
2- Güçlü nükleer kuvvet (Yeğin kuvveti)
Proton ve nötron arasındaki çekim kuvvetidir.
Atom çekirdeğinin dağılmasını önler.
Gluon taşıyıcısıdır.
En güçlü kuvvettir.
3- Elektromanyetik kuvvet
Elektron ile elektron veya elektron ile çekirdek arasında uygulanan itme-çekme kuvvetidir.
Foton taşıyıcıdır.
Menzili sonsuzdur.
4- Yer çekimi kuvvet
Kütleli cisimlerin birbirine uyguladığı çekim kuvvetidir.
En zayıf kuvvettir.
Gravition taşıyıcıdır.
Madde oluşumu
Evrendeki tüm maddeler ferminyonlar ile onları bir arada tutan bozonlardan oluşur.
Çift yok olma
Bir parçacık ile karşıt parçacığı uygun koşullarda bir araya getirildiğinde birbirini yok ederler ve fotona dönüşürler.
Çiftli oluşumu
Uygun koşullarda enerji dönüşürken parçacıkla beraber anti parçacığı da meydana gelir.
