Examkin

Soru

Zorluk: Çok zorTemel Parçacıklar ve Standart Model

Standart Model, evrendeki temel parçacıkları ve bu parçacıklar arasındaki güçlü, zayıf ve elektromanyetik etkileşimleri açıklayan en kapsamlı teorik çerçevedir. Bu model kapsamındaki parçacıklar ve etkileşimler ile ilgili,

I. Elektromanyetik etkileşime aracılık eden fotonlar ile güçlü etkileşime aracılık eden gluonların durgun kütleleri sıfır olup boşlukta ışık hızı (cc) ile yayılırlar. Zayıf etkileşime aracılık eden W±W^\pm ve Z0Z^0 bozonları ise durgun kütleye sahip olduklarından boşluktaki yayılma hızları ışık hızından küçüktür.

II. Kararsız bir çekirdeğin gerçekleştirdiği β−\beta^- (beta eksi) bozunmasında, bir nötronun protona dönüşmesi sürecinde elektrik yük�� ve lepton sayısı korunum yasaları gereği yayınlanan elektronun (e−e^-) yanında kesinlikle bir elektron nötrinosu (νe\nu_e) da açığa çıkar.

III. Hadronlar sınıfında yer alan baryonlar üç kuarkın, mezonlar ise bir kuark ve bir antikuarkın güçlü etkileşimle bir araya gelmesiyle oluşur. En hafif baryon olan proton hariç tüm baryonlar ve tüm mezonlar kararsız parçacıklardır.

yargılarından hangileri doğrudur?

  1. A
    Yalnız I
  2. B
    Yalnız III
  3. C
    I ve II
  4. I ve IIICevap
  5. E
    II ve III

Cevap

Birinci ve üçüncü yargılar doğrudur.
Birinci yargıda foton ve gluonların kütlesiz olduğu ve ışık hızıyla yayıldığı, kütleli olan zayıf etkileşim bozonlarının ise ışık hızından yavaş hareket ettiği doğru açıklanmıştır. Üçüncü yargıda baryonların 3 kuarktan, mezonların ise bir kuark ve bir antikuarktan oluştuğu ve proton hariç tüm hadronların kararsız olduğu doğru verilmiştir. İkinci yargı ise beta eksi bozunmasında lepton sayısının korunumu gereği nötrino yerine antinötrino açığa çıkması gerektiğinden yanlıştır. Bu nedenle sadece birinci ve üçüncü yargılar doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Ayar bozonlarının kütle ve hız özelliklerinin incelenmesi
Foton ve gluonlar kütlesiz olduklarından boşlukta ışık hızıyla (cc) yayılırlar. W±W^\pm ve Z0Z^0 bozonları ise kütleli parçacıklar oldukları için boşluktaki hızları ışık hızından küçüktür (v<cv < c). Birinci yargı doğrudur.
Özel görelilik teorisi uyarınca sadece durgun kütlesi sıfır olan parçacıklar boşlukta ışık hızında hareket edebilir; kütleli parçacıklar ışık hızına erişemez.
2
Beta eksi bozunmasındaki korunum yasalarının analiz edilmesi
β−\beta^- bozunma denklemi n→p+e−+νˉen \rightarrow p + e^- + \bar{\nu}_e şeklindedir. Başlangıçta lepton sayısı sıfırdır (L=0L=0). Ürünlerde lepton sayısının korunması için elektronun (L=+1L=+1) yanında mutlaka karşıt lepton olan elektron antinötrinosu (νˉe\bar{\nu}_e, L=−1L=-1) yer almalıdır. İkinci yargı yanlıştır.
Lepton sayısı her tür zayıf etkileşimde kesin olarak korunması gereken bir kuantum sayısıdır. Elektron nötrinosu (νe\nu_e) salınsaydı net lepton sayısı korunmazdı.
3
Hadronların kuark kompozisyonu ve kararlılık durumlarının değerlendirilmesi
Hadronlar; 3 kuarktan oluşan baryonlar ve bir kuark ile bir antikuarktan oluşan mezonlar olarak ikiye ayrılır. Baryonların en hafifi olan proton kararlıdır. Diğer tüm baryonlar ve mezonlar kararsız olup en nihayetinde daha hafif kararlı parçacıklara bozunurlar. Üçüncü yargı doğrudur.
Baryon sayısı korunumu nedeniyle baryonlar kendilerinden daha hafif bir baryona bozunmak zorundadır. Proton en hafif baryon olduğundan bozunamaz ve kararlıdır; mezonlar ise baryon sayısı taşımadıklarından tamamen lepton ve fotonlara bozunabilirler.

Anahtar Kavram

Standart Model'deki temel parçacıklar, alan taşıyıcıları ve bozunumlardaki korunum yasaları
Tahmini Süre:3m 0s
Bu soruyu puanla

Konular

Temel Parçacıklar ve Standart Model

Bu konudan daha fazla soru