Uludağ Üniversitesi Yüksek Enerji Fiziği

Temel Parçacıklar

Temel parçacıkları iki gruba ayırabiliriz.

Altı kuark anti kuarkları ile birlikte üç guruba ayrılır. Kuarkları tek başlarına asla gözlemleyemeyiz. Kuarklar "hadron" olarak bilinen parçacıklar içerisinde hapis olmuştur diyebiliriz. Protondaki ve elektrondaki gibi kuarklar elektrik yüküne sahiptir. Bununla beraber elektrik yükleri kesirlidir (2/3 veya -1/3, -2/3 ve 1/3 anti kuarklar için). Ve parçacıkları oluştururlarken yük daima tamsayıdır.


Kuarklar parçacıkların yükü tamsayı olacak biçimde bir araya geldiğinden kurakların her türlü kombinasyonu mümkün değildir. Hadronların iki şekli vardır, baryonlar ve mezonlar. Üç kuarkın bir araya gelmesi ile baryonlar, bir kuark ve bir anti kuarkın bir araya gelmesi ile mezonlar oluşur. Baryonlara iki örnek proton ve nötrondur.









Proton iki up kuark ve bir down kuarkın bir araya gelmesi ile oluşur. Şekilden görüldüğü gibi her bir kuarkın yükü toplanıp proton için yük +1 elde edilir.

Nötron iki down kuark ve bir up kuartan meydana gelir. Kuarkların yüklerini tekrar toplarsak 0 olan nötronun yüküne ulaşırız.

Mezon için bir örnek piondur. Pion bir up bir de down kuarkın bir araya gelmesi ile oluşur. Mezonlar parçacık ve anti parçacık kombinasyonu olduğundan kararsız bir yapı gösterirler ve çok hızlı bozulurlar.



Tablodan görüldüğü gibi tau ve muon elektrondan daha fazla ağırdır. Bundan fazlası bunlar her zaman her maddede bulunmaz. Bunun nedeni çok hızlı bir şekilde daha hafif leptonlara bozunmalarıdır. Leptonların bozunmasını açıklayan iki kural vardır.

Birinci Kural:

Ağır bir leptonun bir bozunma ürünü daima onun karşılık gelen nötrinosu olacaktır. Diğer ürün bir kuark ve onun ant ikuarkı, veya daha hafif bir lepton ve onun anti nötrinosu olacaktır.


İkinci Kural:

Önceki ve sonraki aile ürünlerinin toplam sayısı korunmalıdır. Unutmamak gerekir ki bir anti parçacık negatif bir aile ürünü olarak düşünülür. Örneğin, eğer bir tau parçacığı daha hafif bir leptona bozunursa tau'ya karşılık gelen nötrino bozunmanın bir ürünü olacaktır. Diğer ürün daha hafif bir lepton ve onun karşılık gelen anti nötrinosu olacaktır.