Parçacık Dünyasının Gizemleri: Temel Parçacıklar ve Standart Model

İçerik Yazarı: Kazım Korkmaz

Editör: Elif Nur Öztürk

Tasarım: Sudenaz Şencan

Maddenin en küçük yapı taşları olan ve adını yunanca “atomos: bölünemeyen parçacık” sözcüğünden alan atomlar sanılanın aksine dünyada var olan en küçük parçacık değil. Yapılan araştırmalar atomların da alt parçacıkları olduğunu ortaya koymuştur. Bilinen bu alt parçacıklar ve dört temel kuvvetten (Elektromanyetizma, zayıf çekirdek kuvveti, güçlü çekirdek kuvveti ve yerçekimi kuvveti) yerçekimi kuvveti hariç diğer üçü, 1970’li yılların başlarında standart model altında toplanmıştır. 

Temel parçacıklar, temelde kuvvet taşıyıcı bozonlar ve fermiyonlar olarak iki alt başlıkta ele alınmaktadır. Fermiyonlar ½ spin değerine sahip kuarklar ve leptonlardan ayrıca bunların antiparçacıklarından oluşmaktadırlar. Bu parçacıklar atom içinde aynı anda bulunamayacakları, yük dengesini sağlayabilmek adına anti bir parçacığa sahip olmaları gerektiğinden dolayı Pauli Dışlama İlkesi’ne uymaktadırlar. Kuarklar; yukarı (u), aşağı (d), tılsım (c), garip/tuhaf (s), üst (t) ve alt (b) olmak üzere 6 adettir. Kuarklar, güçlü çekirdek kuvveti ile etkileşime girmektedirler. Leptonlar, ise elektron (e), elektron nötrinosu (νe), müon (μ), müon nötrinosu (νµ), tau (τ) ve tau nötrinosu (ντ) olmak üzere 6 adettir. Nötrinolar elektriksel olarak nötrdür ama diğer leptonlar -1 elektron yüküne sahiptirler. Nötrinoların nötr olmasından ötürü güçlü etkileşimlerden etkilenmemektedirler, sadece zayıf çekirdek kuvveti ve yerçekimi kuvvetinden etkilenirler. Bozonlar, vektör bozonları ve skaler bozonlar olarak iki alt başlıkta incelenir. Vektör bozonları; foton, W ve Z bozonları ve gluonlardan oluşmaktadırlar. Fotonlar, elektromanyetik kuvvet taşıyıcısı olarak görev yapmaktadırlar. Gluonlar, kuarkların bir arada tutulmasını sağlayan güçlü çekirdek kuvveti taşıyıcılarıdır. W ve Z bozonları (W+, W- ve Z0) ise zayıf kuvvet taşıyıcılarıdır. Skaler bozonlar alt başlığında ise higgs bozonu bulunmaktadır. Higgs bozonu leptonların ve kuarkların kütlesini oluşturan bozondur.