Temel Parçacıklar
Temel Parçacıklar, maddeyi oluşturan temel birimler olarak kabul edilir. Atomdan daha küçük oldukları için atomaltı parçacık olarak da adlandırılan bu parçacıklar, evreni oluşturan her şeyin temel yapıtaşlarıdır. Her biri belirli bir kütleye ve görece kararlı bir yapıya sahip temel parçacıklar olan ELEKTRON, PROTON ve NÖTRON ayrı sayfalarında anlatılmıştır. Fizikçiler kozmik ışınları inceleyerek ve parçacık hızlandırıcılarında atomaltı parçacıklar ile atom çekirdeklerini yüksek enerji düzeylerinde çarpıştırarak, 200’ün üzerinde temel parçacığın varlığını saptamışlardır. Bu parçacıkların büyük bölümü son derece kararsız ve kısa ömürlüdür, bazılarının kütlesi sıfırdır ve bazılarının varlığı da yalnız kuramsal olarak saptanmıştır.
Günümüzde, her temel parçacığın, tümüyle zıt özelliklere sahip bir karşıt parçacığının bulunduğu kabul edilmektedir. Örneğin, elektronun pozitron olarak adlandırılan karşıt parçacığının kütlesi elektronunkiyle aynıdır; elektrik yükü ise, büyüklük bakımından elektroninkine eşit ama ters işaretlidir, yani artı yüklüdür. Benzer biçimde, karşıt proton (antiproton) ile protonun kütlesi aynıdır; öte yandan, yükleri büyüklük bakımından eşit olmakla birlikte, karşıt proton eksi yüklüdür.
Temel Parçacıklar ve Kuvvetler
Doğada etkiyen dört temel kuvvet vardır ve bu kuvvetler temel parçacıkların etkileşimi sonucunda ortaya çıkar.
Kütleçekimi kuvvetlerinin gravitonlâr arasındaki etkileşimlerin sonucu oluştuğu kabul edilir; sıfır kütleli ve sıfır yüklü olan gravitonlar, henüz gözlem yoluyla saptanamamış kuramsal parçacıklardır. Elektron ve protonların elektromagnetik etkileşimlerinin, foton denen temel parçacıkların değiş tokuşundan kaynaklandığı düşünülmektedir.
Görece uzun menzilli olan bu iki kuvvetin tersine, zayıf çekirdek kuvvetleri ile güçlü çekirdek kuvvetleri ancak son derece kısa (atom çapından daha küçük) mesafelerde etkili olur. Zayıf çekirdek kuvvetleri bazı radyoaktif bozunum süreçlerinde etkinlik gösterir. Bu zayıf kuvvetleri taşıyan parçacıklar lepton (“zayıf” anlamına gelen Yunanca leptos'tan) olarak adlandırılır; elektronlar ile nötrino ve müon denen parçacıklar birer lepton türüdür. Güçlü çekirdek kuvvetleri, atom çekirdeğindeki proton ve nötronları bir arada tutma işlevini üstlenir. Bu güçlü kuvvetleri taşıyan temel parçacıklar ise hadron (“güçlü” anlamına gelen Yunanca sözcükten) olarak adlandırılır. Hadronlar, kuvark denen başka temel parçacıklardan oluşmuş gibi davranır; ne var ki, yoğun araştırmalara karşın henüz bu tür parçacıkların varlığı saptanamamıştır.
Temel parçacıklar, kütlelerinin ve elektrik yüklerinin yanı sıra, spin (fırıl), acayiplik (beklenmedik radyoaktif parçalanma hızlarından sorumlu tutulan bir özellik) ve büyü (bazı temel parçacıkların davranışlarından sorumlu tutulan bir başka özellik) gibi çeşitli adlarla anılan başka özelliklerine göre sınıflandırılır.