Parçacıkların Sınıflandırılması

Atomaltı parçacıklar bilinen birçok özelliğine göre sınıflandırılır. Bu sınıflandırmalardan birisi, parçacıkların diğer parçacıklarla hangi kuvvetle etkileşime girdiğine göre olanıdır.

Birbiriyle etkileşime girdikleri kuvvetlere göre hadronlar, leptonlar ve fotonlar olarak üç kategoride sınıflandırılmıştır. Şimdi bunlar üzerinde duralım.

Hadronlar

Laboratuvar ortamında varlığı bilinen ve güçlü çekirdek kuvvetleri ile etkileşime giren parçacıklardır. Hadronlar, çekimsel kuvvetler aracılığı ile ve yüklü olmak şartıyla elektromanyetik kuvvetler aracılığıyla da etkileşime girebilirler.

Parçacıkların en geniş grubunu oluştururlar. Kütleleri ve spinlerine göre baryonlar ve mezonlar olarak ikiye ayrılırlar. Hadronlar temel parçacık değil bileşik parçacıklardır.

Baryonlar

Büyük kütleye sahip parçacıklardır. Baryonlar; proton, nötron, sigma, lambda, ksi ve omega parçacıkları ile bu parçacıkların karşıt parçacıklarını içermektedir. Karşıt parçacık ve karşıt nötronda birer baryondur.

Baryonların spinleri kesirli değere sahiptir. En ağır parçacıklar olan baryonların en hafif olanı protonlardır. Baryonların en bilinen özelliği bozunmaları sonucunda proton oluşmasıdır.

Bir reaksiyonda veya bozunma öncesindeki toplam baryon sayısı, reaksiyon veya bozunma sonrası toplam baryon sayısına eşittir.

Baryonlar B = +1, karşıt baryonlar B = -1 ve diğer parçacıklar B = 0 alınarak baryon sayılarının korunumu kontrol edilir.

Mezonlar

Bu parçacıklar, pion ve kaon ile bu parçacıkların karşıtparçacıkları olarak adlandırılır. Pionların ve kaonların spinleri sıfırdır.

Leptonlar

Varlıkları laboratuvar ortamında anlaşılan parçacıklardandır. Bu grubu oluşturan parçacıklar zayıf çekirdek kuvvetleri aracılığı ile etkileşime girerler. Leptonlar grubu; elektron, müon, nötrino adlı parçacıklar ile bu parçacıkların karşıtparçacıklarıdır.

Zayıf çekirdek kuvvetlerinden sorumlu parçacıklardır ve çekimsel kuvvetler aracılığı ile etkileşime girerler. Yüklü olmak şartıyla elektromanyetik kuvvetler aracılığıyla da etkileşime girebilirler.

Elektronlar (e^–) ve elektron—nötrinoları (v_e—) için leptoh sayısı Le^– = -1 ve diğer parçacıklar için leptoh sayısı Le^– = 0 olarak alınır.

Fotonlar

Parçacıkların en küçük grubunu oluştururlar. Einstein tarafından fotonların varlığı fotoelektrik olayında kanıtlanmıştır.

Fotonlar, elektromanyetik kuvvetler aracılığı ile yüklü parçacıklarla etkileşime girerler. Fotonların karşıtparçacıkları kendileridir. Fotonlar, elektrik yüklü olmayan parçacıklardır. Kütleleri yoktur.

Fotonun simgesi γ dır ve spini 1 olup kararlı yapıdadırlar.

Kuarklar

Maddenin en temel parçacıklarıdır. Kuarklar bir araya gelerek hadronları oluştururlar.

Altı tip kuark vardır. Bunlar; yukarı, aşağı, tılsımlı, acayip, üst ve alt kuarklardır. Yukarı ve aşağı kuarklar en düşük kütleli olanlardır.

Kuarklar, dört tekel kuvvetin tümüyle de etkileşir ve ayrıca elektrik yüklü elementler yükün kesirli katı olan temel taneciktir.

Her kuarkın bir karşıt kuarkı vardır. Kuarklar, kütleye, spine, baryon sayısına sahiptir. Diğer parçacıklardan farklı olarak kesirli elektrik yüzeylerine sahiptirler.

Baryonlar üç kuarktan oluşur. Mezonlar ise, bir kuark ile bir karşıtkuarktan oluşur. Baryonlardan proton ile nötronun kuark yapısı ile mezonlardan pion ve kaonun kuark yapıları şekillerdeki gibidir.

Kuarkların yükleri toplamı, oluşturduğu yapının yüküne eşittir. Kuarklar ve karşıt kuarklar oluşturdukları hadronların özelliklerini belirler.

En temelde maddeler yukarı ve aşağı kuark ile bir lepton olan elektrondan oluşur.

Yukarı ve aşağı kuarklar proton ve nötronları oluşturur. Protonlar ve nötronlar çekirdeği, çekirdek ile elektronlar ise atomu oluşturmaktadır. Atomların bir araya gelmesiyle moleküller, moleküllerin bir araya gelmesiyle de madde oluşmaktadır.