ATOMALTI PARACIKLAR Atomalt Paracklar 20 yzyln sonlarna doru

ATOMALTI PARÇACIKLAR

Atomaltı Parçacıklar 20. yüzyılın sonlarına doğru yapılan yüksek enerjili çarpışma deneylerinde birçok yeni parçacık keşfedildi. Şu ana kadar belirlenen parçacık sayısı 300’den fazladır. Atomdan daha küçük veya atomu oluşturan parçacıklara atomaltı parçacıklar denir. Bu parçacıklar temel olarak Leptonlar ve Kuarklardır. Atom altı parçacıklar bunlardan meydana gelir.

FOTONLAR Işığın tanecik modeli altında incelenen foton, elektromanyetik enerjinin bir paketidir. Elektromanyetik enerjiyi ışık olarak düşünebiliriz. Fotonlar sürekli boşlukta hareket halindedirler. Hareket hızı ise ışık hızıdır. Bu hız 2. 9979 x 10 8 m/s şeklinde ifade edilmiştir. İşlem yaparken biz ışık hızını 3. 108 m/s şeklinde yuvarlarız çoğu zaman.

ATOM VE ÖTESI • Dalton atom modelinde ifade edildiği gibi atomun en küçük parça olamadığı içinde elektron, proton ve nötron gibi parçacıklar bulunduğu ortaya çıktı. • 1897 yılında Thomson katot ışınları deneyi ile elektronun varlığını belirledi. • 1911 yılında Rutherford çekirdeği ve protonu buldu. • 1932 yılında Chadwick nötronları buldu.

Atomaltı parçacıkları açıklayan deneysel olarak ispatlanmış en iyi teori Standart Model (SM) adı verilen bir modeldir. Standart Model’e göre maddenin yapı taşları olan temel parçacıklar: 1. Fermiyonlar altı lepton ve altı kuarktan oluşan madde parçacıklarıdır. 2. Bozonlar, fermiyonlar arasındaki temel etkileşmeleri gerçekleştiren aracı parçacıklardır.

Ø Protonlar ve nötronlar kuarklardan, elektronlar ise leptonlardan meydana gelmektedir. Ø Bozonlar da tüm temel etkileşmelerin kuvvet taşıyıcıları olan ara etkileşim parçacıklarıdır. Ø Temel madde parçacıkları (kuarklar, leptonlar) 1/2, 3/2. . . gibi 1/2’nin tek katları olan iç açısal momentuma (spin) sahip parçacıklardır. Ø Bozonlar ise tam sayı spine sahip parçacıklardır.

MADDE PARÇACIKLARI 1. Leptonlar 2. Kuarklar 3. Nötrinolar

LEPTONLAR VE KUARKLAR v Leptonlar(Sol) & Kuarklar(Sağ)

LEPTONLAR • Leptonlar, çekirdek kuvvetleri ile etkileşmeyen parçacıklardır. • Leptonlar ve kuarklar şimdiki bilgilerimize göre temel parçacıklardır. Yani, kendilerini oluşturan başka parçacıklardan yapılmamışlardır. • Leptonlar içinde hepimizin yakından tanıdığı ‘Elektron’ vardır. Elektron şimdilik başka parçacıklardan yapılmamış olarak kabul edilmektedir. • Leptonların spini (dönüş) 1/2 ve elektrik yükleri -1 veya 0 dır. Yunanca lepton hafif parçacık anlamına gelmektedir. • Belirli bir yapıları yoktur ve noktasaldır. Altı leptondan her birinin bir karşıt parçacığı bulunmaktadır.

v Lepton Çeşitleri

KUARKLAR q Kuarklarda spin 1/2 ve elektrik yükleri 2/3 veya -1/3 olan parçacıklardır. q Şimdilik bilinen 6 Kuark vardır. q Kuarklar tek olarak bulunmaz. Tek kuark, kesirli elektrik yüküne sahiptir. Kuarklar hadronlar olarak adlandırılan birleşik parçacıklar oluşturur. Hadronlar, iki veya üç kuarkın bir araya gelerek oluşturdukları birleşik sistemlerdir. Bir hadrondaki kuarkların elektrik yüklerinin toplamı her zaman bir tam sayıdır. q Hadronlar ise iki sınıfa ayrılır. Bunlar: Baryonlar ve Mezonlar.

KUARK ÇEŞITLERI 6 Çeşit kuark vardır. Bunlar; 1. Aşağı kuark (d), elektrik yükü: -1/3 2. Yukarı kuark (u), elektrik yükü: 2/3 3. Taban kuark (b), elektrik yükü: -1/3 4. Tavan kuark (t), elektrik yükü: 2/3 5. Tuhaf kuark (s), elektrik yükü: -1/3 6. Çekici kuark (c), elektrik yükü: 2/3

v Proton ve Nötronun kuark yapısı

• Evren büyük patlama ile ilk oluştuğunda sıcaklık çok yüksek olduğu için tüm kuarklar serbestçe hareket ediyordu. • • Zaman geçtikçe ve evren genişleyip soğudukça daha büyük kütleli kuarklar daha düsük kütleli diğer kuarklara bozunmaya başlamıştır. • • Üst ve alt kuarklar tılsım ve garip kuarklara, tılsım ve garip kuarklar yukarı ve aşağı kuarklara bozunmuştur. • • Yukarı ve aşağı kuarklar bir araya gelip protonları, nötronları ve çekirdekleri oluşturmuştur.

BÜYÜK PATLAMADAN SONRA EVRENIN GELIŞIMI

ÇEKIRDEK Çekirdek, Nükleon adını verdiğimiz proton ve nötrondan meydana gelmiştir. Elektron ve çekirdeğin içindeki Nötron ile Proton kararlı parçacıklardır. Çekirdeği ilgilendiren parçacıklar ailesi iki kısımdır. 1. Baryonlar 2. Mezonlar

BARYONLAR Baryonlar, standart modelde üç kuarktan oluşan büyük kütleli parçacıklardır. Proton ve nötron, bu parçacık sınıfına dahildir. Diğer baryonlar ise lambda, sigma, xi ve omega parçacıklarıdır.

MEZONLAR Mezonlar, bir kuark-antikuark çiftinden oluşan orta kütleli parçacıklardır. Mezonlar bozondur; baryonlar ise fermiyondur. Yakın zamanda yapılan deneyler, beşli kuark bileşimlerinin varlığını gösteren kanıtlar sağlamış ve bu yapılara pentakuark adı verilmiştir.

§ Nasıl ki kuarklar tek çeşit değilse, elektrona benzer parçacıklar da vardır. Bunlar elektron gibi eksi yüklü olan Muon ve tau parçacıklarıdır. Elektrondan farkı kütleleridir. § Ayrıca nötrino denilen ve üç çeşnisi olan çok özel bir parçacık daha vardır. § Temel parçacıkların birde anti parçacıkları bulunur.

KARŞI PARÇACIK (ANTİ PARÇACIK) ü Her parçacığın kendisiyle kütlesi aynı fakat yükü zıt olan bir karşı parçacığı bulunur. ü Örneğin; elektron(-)’un karşı parçacığı pozitron(+)’dur. ü Parçacık + karşı-parçacık = enerji = yeni parçacık

v Elektron ve karşı parçacığı pozitron

NÖTRINOLAR Işık hızına yakın (ama daha düşük) hıza sahip olan, elektriksel yükü sıfır olan temel parçacık olarak tanımlanabilir. Maddelerin içinden neredeyse hiç etkileşmeden geçebilirler. Öyle ki, milyarlarca ışık yılı kalınlığındaki kurşun bir bloktan dahi hiçbir şey olmamış gibi geçip gidebilirler.

Hayaleti andıran nötrinonun etkileşimleri ancak çok büyük ve duyarlı detektörlerle gözlemlenebilir. Bir nötrinonun sıradan bir madde ile çarpıştığı nadir durumlarda dairesel hayaletimsi bir ışık çakması ortaya çıkar. Algılanabilmesi için oldukça büyük ve etkili parçacık detektörlerine ihtiyaç duyulmuştur. Diğer kozmik parçacıkların etkilerinden uzak olabilmek için genellikle yer altı madenlerinde inşa edilmiş içi saf su ya da başka sıvılarla doldurulmuş depolar ve çevresindeki detektörlerden oluşan “nötrino gözlemevleri” bulunmaktadır.

Sudbury Nötrino Gözlemevi, Kanada’nın Ontario vilayetinde Sudbury şehrindeki Creighton Madeni’nde bulunan, yerin 2100 m altındaki bir nötrino gözlemevidir. Detektör, güneş nötrinolarını geniş bir ağır su haznesiyle olan etkileşimleriyle tespit etmek için tasarlanmıştır. v Sudbury Nötrino Gözlemevi

Peki Nötrinolardan daha küçük bir şey var mı?

PLANCK UZUNLUĞU Kuantum kuramının temel uzunluk birimi Planck uzunluğudur. 1900 yılında Max Planck enerjinin kuanta adını verdiği temel birimlerden oluştuğunu keşfetti ve bu kuantum kuramını başlattı. Buna göre zaman ve uzay, sonsuza kadar bölünemez. Bu uzunluk, Bir metrenin 1035 te biri kadardır ve ışığın bir Planck zamanında kat ettiği yola eşittir. Bir metre, 100. 000 tane planck uzunluğuna eşittir.

SICIM TEORISI Sicim teorisi, parçacık fiziğinde, kuantum mekaniği ile Albert Einstein'in genel görelilik kuramını birleştiren bir teori. "Sicim" adı, klasik yaklaşımda "sıfır boyutlu noktalar" şeklinde tarif edilen atomaltı parçacıkların, aslında "bir boyutlu ve ipliksi varlıklar" olabileceği varsayımına dayanır.

HIGGS BOZONU (TANRI PARÇACIĞI) Evrenin başlangıcı kabul edilen büyük patlamanın, (Big Bang) saniyenin milyonda biri kadar ertesinde ilk parçacıklar da etrafa saçıldı. Bu fizik kurallarını bulmaya çalışan fizikçilere göre ilk çıkan parçacıklar kütlesiz ve saf enerjiliydi. Fakat bilinen başka bir gerçeğe göre de evrende var olan her şeyin bir kütlesi vardır. Adına ‘Tanrı parçacığı’ denilen, İsviçre’nin CERN laboratuvarında yapılan deneylerle varlığı kanıtlanan Higgs bozonu, kütleleri olmayan atomlara kütle kazandıran mekanizmadır, yani hiçliğe kütle vermektedir.

HIGGS BOZONU ANALOJISI Belirli ölçeklerde bir odamız olsun ve içerisinde birbirleriyle sohbet eden insanlar. Sonra kapıdan biri önemli bir kişinin geldiğini söylesin "Edis" geliyor!! Birazdan burada olacak!!’ bunu duyan insanlar elbette ki bir anda hareketlenecektir. Edis’in odaya adım atmasıyla birlikte herkes ona yönelecek, hareket edecektir. Edis’in ilerlemesini yavaşlatacaklar ve Edis’in ilerledikçe ona doğru yönelen insan sayısı daha artacaktır. Böylece Edis’in hayranı insanlar odada bir alan ve bir kütle oluşturacaktır.

KAYNAKÇA Kuark. org Prezi. com Muhendisbeyinler. net Indico. cern. ch Eninpa. com Fizik. net. tr Gokbilimi. net Wikipedia. org Kozmikanafor. com Bilimfili. com Bilgitimi. com Bilgiustam. com Bilimteknik. tubitak. gov. tr