Soru

Zorluk: ZorTemel Parçacıklar ve Standart Model

Standart Model'e göre, çekirdekteki kararsız bir nötronun protona dönüşmesiyle gerçekleşen β\beta^- (beta eksi) bozunumu süreciyle ilgili;

I. Çekirdekteki bir dd kuarkı, zayıf nükleer kuvvete aracılık eden WW^- bozonu yayınlayarak uu kuarkına dönüşür.
II. Bozunma sürecinde toplam elektrik yükü, baryon sayısı ve lepton sayısı korunur.
III. Bozunma sonucunda açığa çıkan elektron ve elektron antinötrinosu, kuark yapılı olmayan ve hadron sınıfında yer alan temel parçacıklardır.

yargılarından hangileri doğrudur?

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

Cevap

I ve II
Doğru olan seçenek, 'I ve II' ifadelerini içeren seçenektir. β\beta^- bozunumunda nötronun yapısındaki bir dd kuarkı zayıf nükleer etkileşimin aracı parçacığı olan WW^- bozonu yayınlayarak uu kuarkına dönüşür ve nötron protona dönüşmüş olur (I. öncül doğrudur). Bu süreçte toplam elektrik yükü, baryon sayısı ve lepton sayısı korunur (II. öncül doğrudur). Açığa çıkan elektron ve elektron antinötrinosu lepton sınıfı temel parçacıklardır, hadron sınıfında yer almazlar (III. öncül yanlıştır).

Adım Adım Çözüm

1
β\beta^- bozunumu sürecinde çekirdekte meydana gelen kuark değişimini incelemek.
Nötron (uddudd), protona (uuduud) dönüşür. Bu esnada bir dd kuarkı, uu kuarkına dönüşür. Bu dönüşüm zayıf nükleer etkileşim aracılığıyla gerçekleşir ve aracı parçacık WW^- bozonudur. Dolayısıyla I. öncül doğrudur.
Standart Model'de kuark lezzetlerinin değişimi yalnızca zayıf nükleer etkileşim ve onun taşıyıcı bozonları (W±W^{\pm}, Z0Z^0) ile mümkündür.
2
Bozunma denklemindeki korunum yasalarını kontrol etmek.
Bozunma denklemi np+e+νˉen \rightarrow p + e^- + \bar{\nu}_e şeklindedir. Elektrik yükü (0+11+0=00 \rightarrow +1 - 1 + 0 = 0), baryon sayısı (11+0+0=11 \rightarrow 1 + 0 + 0 = 1) ve lepton sayısı (00+11=00 \rightarrow 0 + 1 - 1 = 0) korunur. Dolayısıyla II. öncül doğrudur.
Tüm parçacık etkileşimlerinde elektrik yükü, baryon sayısı ve lepton sayısı gibi büyüklükler korunmak zorundadır.
3
Açığa çıkan parçacıkların Standart Model'deki sınıflandırmasını yapmak.
Elektron ve elektron antinötrinosu lepton sınıfı temel parçacıklardır. Leptonlar kuark içermezler ve hadron sınıfına dahil değildirler (hadronlar kuarklardan oluşur). Dolayısıyla III. öncül yanlıştır.
Standart Model'de maddeyi oluşturan parçacıklar kuarklar ve leptonlar olarak iki ana gruba ayrılır. Leptonlar güçlü nükleer kuvvetten etkilenmezler ve hadron değildirler.

Anahtar Kavram

Standart Model'de temel parçacıklar, etkileşimler ve beta bozunumu
Bu soruyu puanla