Examkin

Soru

Zorluk: OrtaTemel Parçacıklar ve Standart Model

Standart Model'e göre, çekirdek içerisinde gerçekleşen radyoaktif bozunma süreçlerinden biri de β+\beta^+ (beta artı) bozunumu olup bu bozunum süreci genel olarak aşağıdaki denklemle gösterilir:

p→n+e++Xp \rightarrow n + e^+ + X

Buna göre, bu bozunum sürecinde yer alan parçacıklar ve korunum yasaları dikkate alındığında;

I. Denklemdeki XX parçacığı, lepton sayısı korunumunun sağlanabilmesi için ortaya çıkan ve yüksüz olan elektron nötrinosudur (νe\nu_e).
II. Protonun nötrona d��nüşmesi sürecinde, protonun yapısındaki bir yukarı (uu) kuark, zayıf nükleer etkileşim sonucu bir aşağı (dd) kuarkına dönüşür.
III. Bu bozunum zayıf nükleer etkileşim aracılığıyla gerçekleştiği için sürece aracılık eden kuvvet taşıyıcı alan parçacığı fotondur.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

  1. A
    Yalnız I
  2. B
    Yalnız II
  3. I ve IICevap
  4. D
    I ve III
  5. E
    II ve III

Cevap

I ve II
I ve II ifadelerini içeren seçenek doğrudur. Çünkü β+\beta^+ bozunumu sürecinde sol tarafta lepton sayısı sıfır iken sağ taraftaki pozitronun lepton sayısı −1-1'dir. Toplam lepton sayısının korunabilmesi için XX parçacığı +1+1 lepton sayısına sahip olan elektron nötrinosudur. Ayrıca protonun (uuduud) nötrona (uddudd) dönüşebilmesi için yapısındaki bir uu kuarkının zayıf etkileşim etkisiyle dd kuarkına dönüşmesi gerekir. Sürece aracılık eden parçacık ise foton değil, W+W^+ bozonudur.

Adım Adım Çözüm

1
Lepton sayısı korunumunun incelenmesi
Bozunumun sol tarafında lepton bulunmadığı için lepton sayısı 0'dır. Sağ tarafta ise karşıt lepton olan pozitronun (e+e^+) lepton sayısı −1-1'dir. Toplam lepton sayısının 0 olarak korunabilmesi için ortaya çıkan XX parçacığının lepton sayısı +1+1 olmalıdır. Bu parçacık elektron nötrinosudur (νe\nu_e). Birinci öncül doğrudur.
Zayıf ve elektromanyetik etkileşim süreçlerinde toplam lepton sayısı korunmalıdır.
2
Kuark dönüşümünün incelenmesi
Protonun kuark yapısı uuduud, nötronun kuark yapısı uddudd'dir. Protonun nötrona dönüşmesi (uud→udduud \rightarrow udd) sürecinde bir yukarı (uu) kuarkı, bir aşağı (dd) kuarkına dönüşür. Bu dönüşüm zayıf nükleer etkileşim sayesinde gerçekleşir. İkinci öncül doğrudur.
Çekirdekteki nükleon dönüşümleri temel parçacık düzeyinde kuark çeşnilerinin değişimiyle açıklanır.
3
Kuvvet taşıyıcı parçacığın belirlenmesi
Beta bozunmaları zayıf nükleer etkileşim aracılığıyla gerçekleştiği için sürece W+W^+ bozonu aracılık eder. Foton ise elektromanyetik etkileşimin kuvvet taşıyıcısıdır. Üçüncü öncül yanlıştır.
Dört temel kuvvetin her birinin kendine özgü taşıyıcı alan parçacıkları (bozonlar) vardır.

Anahtar Kavram

Standart Model parçacık sınıflandırması, lepton ve kuark dönüşümleri ile zayıf nükleer etkileşim korunum yasaları.

Alternatif Yöntem

Beta bozunmalarında zayıf nükleer etkileşimin rol oynadığını ve bu etkileşimin aracı parçacıklarının W ve Z bozonları olduğunu hatırlayarak foton içeren üçüncü öncülü doğrudan eleyebilirsiniz. Bu eleme yöntemiyle içinde üçüncü öncül bulunmayan tek seçenek olan doğru yanıta hızlıca ulaşılabilir.
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla

Konular

Temel Parçacıklar ve Standart Model

Bu konudan daha fazla soru