Maddeyi oluşturan temel parçacık üzerine düşünceler Antik Yunan uygarlıklarından bugüne sürmektedir. Demokritos bunlar arasında en bilinen filozof olsa da bu soru birçok filozofun kafasını kurcalamıştır. Geçtiğimiz yüzyılda bilim insanları bu alanda çok gelişme kaydetmiş ve fizikte yeni bir alan ortaya çıkmıştır.
Kuantumlu alanlar teorisi en güncel teorilerden birisi olarak bugün kabul görmektedir. Bu haliyle parçacıklar salt madde yapıtaşını değil kuvveti de taşıyan bir mahiyete bürünmüştür. Böylece temel kuvvetlerin araştırılması da parçacık fiziğinin konusuna girmiştir.
Parçacık Fiziğinde Temel Kuvvetler
Evrendeki temel kuvvetler ise elektomegnetik, zayıf, güçlü ve kütleçekimsel kuvvetler olarak 4 çeşit olarak tespit edilmiştir. Adından da anlaşılacağı üzere güçlü kuvvet en güçlü kuvvet iken, sanılanın aksine kütleçekimsel kuvvet en zayıf olandır. Kütleçekimsel kuvvete göre zayıf kuvvet 13 kat, elektromagnetik kuvvet 40 kat güçlü kuvvet ise 42 kat daha büyüktür. Etki alanı olarak ise kütleçekimsel ve elektromagnetik kuvvetler sonsuza uzanabilirken, güçlü ve zayıf kuvvetlerin etki alanları çok küçük mesafelerde etki göstermektedir. Kütleçekimsel kuvvet sadece genel görelilik teorisi ile anlamlandırılabilirken, diğer kuvvetlerin hepsi tek bir teoride yani kuantumlu alanlar teorisinde açıklanabilmektedir. Kütleçekim kuvvetini taşıyan parçacğın varlığı varsayılırsa, kuantumlu alanlar teorisine dahil edilebilir.
Parçacık Fiziğinde Temel Parçacıklar
Temel parçacıklar iki sınıfta incelenebilir. Bunlar bozon olarak isimlendirilen simetrik ve fermiyon olarak isimlendirilen antisimetrik yapıda olan parçacıklardır. Parçacıkların kendi çevrelerinde dönmesi onların spin kuantum sayıları ile gösterilir. Bozonlar tam sayıda bir dönmeye sahipken, fermiyonlar tam sayı + yarım dönme sayısına sahiptir. İki fermiyon aynı durumda bulunamazlar fakat bozonlar bulunabilir.
Kuvvet taşıyan parçacıklar bozonlar olurken, maddeyi oluşturan parçacıklar fermiyonlardır. Örneğin kütleçekimsel kuvvetin taşıyıcı bozonu olarak varsayılan graviton bir bozon iken; elektron, proton ya da nötron bir fermiyondur. Bunlardan atom çekirdeğinde bulunan fermiyonlar lepton ve kuark gibi temel fermiyonlardan oluşmaktadır. Leptonlar elektron, müon ve nötrino gibi zayıf etkileşimli parçacıklardan oluşurken, kuarklar hem zayıf hem güçlü etkileşime sahiptirler. 2 kuark 1 mezon oluştururken, 3 kuark 1 baryon oluşturmaktadır. Bütün bu parçacıklar birer de karşı parçacığa sahiptir. Bu parçacıklar elektriksel yük ve kuantum sayısı bakımından zıt işaretlidir. Bu durum göreli kuantum mekaniğinin bir sonucudur.
Daha fazla Kısa&Net bilgi için tıklayınız.
