12.sınıf fizik atom altı parçacıklar konu anlatımı, standart model, temel kuvvetler, kuarklar, bozonlar ve madde oluşumu
Madde kuark ve elektron olmak üzere iki temel parçacıktan meydana gelmiştir. Bu atom altı parçacıklar sis odası ve parçacık hızlandırıcılarla deneysel olarak ispatlanmaktadır.
Standart model
Günümüzde atom altı parçacıkları en iyi açıklayan teori standart modeldir.
Bu modele göre parçacıklar madde (temel) ve etkileşim (alan) parçacıkları olmak üzere ikiye ayrılmaktadır.
Ferminyolar
Madde parçacıklarıdır.
Hadronlar ve leptonlar olmak üzere ikiye ayrılır.
Hadronlar
Kuarklardan meydana gelir.
Kütle ve spinlerine göre baryonlar 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 -1 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.
Temel yapıdadırlar bölünemezler.
Kuarklar
Yukarı, aşağı, tılsımlı, acayip, üst ve alt olmak üzere 6 tanedir.
Sembolleri
Aşağıdaki 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 aşağı ve yukarı olmak üzere iki kuarktan meydana gelir.
Yükleri kesirlidir.
Kuarklar güçlü nükleer kuvvet etkisiyle (Gluon) proton ve nötron gibi hadronları oluşturur.
Anti-kuarklar
Her kuarkın bir karşıt parçacığı vardır. Bunlara anti-kuark denir.
6 tane karşıt kuark parçacığı vardır.
Anti-kuarkların kuarklardan tek farkı zıt yüklü olmalarıdır. Diğer tüm özellikleri aynıdır.
Anti-kuarklar sembol olarak da karşıtı olduğu kuarkın sembolünün üstünde çizgi eklenerek gösterilir.
Proton ve nötronun sahip olduğu kuarklar
Proton 2 yukarı kuark ve 1 aşağı kuarktan meydana gelmiştir.
Kuarkların yüklerini toplanırsa protonun yük değeri bulunur.
2/3 + 2/3 – 1/3 = +1
Nötron 1 yukarı kuark, 2 aşağı kuarktan meydana gelmiştir.
Kuarkların yüklerini toplanırsa 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- Kütle çekim kuvveti
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.
