|
Fiziksel kuvvetler |
|
|
Radyasyon |
|
|
Varsayımsal kuvvetler |
Fizikte temel kuvvetler olarak da bilinen temel
etkileşimler, daha basit etkileşimlere indirgenemeyen etkileşimlerdir. Var olduğu
bilinen dört temel etkileşim vardır: etkileri günlük yaşamda doğrudan
görülebilen yerçekimi ve elektromagnetik etkileşimler ile atom altı mesafelerde
kuvvet üreten ve nükleer enerjiyi yöneten kuvvetli ve zayıf etkileşimler.
Standart modelin teorik olarak kendi içinde tutarlı olduğu ve deneysel tahminlere geniş olanaklar sağladığının kabul edilmesine rağmen, bazı fenomenlerin açıklanmasında ve temel etkileşim teorisinde yetersiz kaldığı görülür. Genel rölativitede tanımlanan yer çekimi teorisi, karanlık enerji olarak tarif edilen evrenin artan genişlemesini tam olarak açıklayamaz. Modelde, gözlemsel kozmoloji herhangi bir geçerli kara madde içermez. Keza, nötrino osilasyonları ve sıfır olmayan kütleleri de modelde bulunmaz.
Fermiyonlar, kuvvet taşıyıcıları olarak hareket eden ve geyç
(ayar) bozonları olarak adlandırılan aracılar yoluyla etkileşime girer. Kuvvet
taşıyıcıları Bose-Einstein statistiklerine uyan tamsayı spinli partiküllerdir.
Evrendeki kararlı madde, ilk jenerasyon elektronlar, yukarı ve aşağı
kuarklardan oluşur. Diğer iki jenerasyondaki partiküller, birinci
nesildekilerle ile aynı kuantum sayılarına sahiptir, ancak kütleleri yönünden
farklılıklar gösterir.
Her partikül, kuantum sayılarıyla belirlenen etkileşimlere
maruz kalır. Kuarklar hadronların temel bileşenleridir ve bunlar kütlesiz 1
spinli gluonların (g) aracılık ettiği güçlü kuvvet ile etkileşimlerini
belirleyen renk yükü adı verilen benzersiz bir özelliğe sahiptirler. Renk yükü
üç farklı türde oluşur: kırmızı, mavi ve yeşil. Gluon, sekiz farklı durumda
bulunur ve renk ile renk-karşıtı (anti-renk) yükün kombinasyonunu taşır.
Yukarı-tip kuarklar, yukarı (u), tılsım (c), üst (t) +2/3 e
elektrik yükü taşır. Aşağı tip kuarklar ise aşağı (d), acaip (s), alt (b) -1/3
e elektrik yükü taşır. Yüklü leptonların elektron (e), müon (µ), tau (t ) elektrik yükü tam sayıdır (−1 e).
Elektrik yüklü partiküller, kütlesiz nötral 1 spinli fotonların (g) aracılık ettiği elektromagnetik kuvvet
yoluyla etkileşime girer. Her yüklü lepton nötral bir leptonla, elektron
nötrino, müon nötrino, tau-nötrino (ne,
nµ, nτ) ilişkilidir.
Bahsedilen tüm partiküller, elektrik yüklü W+, W- veya nötral Z vektör bozonlarının
aracılık ettiği zayıf kuvvetle etkileşime girer. W+, W- ve Z bozonlarının kayda değer bir
kütleleri vardır ve spini 1’dir.
Etkileşimlerin Özellikleri
Etkileşim
|
Teori
|
Aracı
partiküller
|
Rölatif kuvvet
|
Uzun-mesafe davranışı
|
Aralık (m)
|
Zayıf
|
elektrozayıf teori (EWT)
|
W+ W- Z0
bozonları
|
1025
|
(1/r) e-mW,Z r
|
10−18
|
Kuvvetli
|
kuantum
kromodinamik (QCD)
|
gluonlar
|
1038
|
~r
|
10−15
|
Electro-magnetik
|
kuantum
elektrodinamik (QED)
|
fotonlar
|
1036
|
1/r2
|
∞
|
Gravitas-yon
|
Genel rölativite (GR)
|
gravitonlar
|
1
|
1/r2
|
∞
|
Aşağıdaki şekilde, önemli bazı etkileşim prosesleri şematik olarak tanımlanmıştır:
Şekil (a)’da bir nötron bir bozon aracılığıyla bir proton, bir elektron ve bir antinötrinoya bozunur; bu proses nötron b bozunumudur.
Şekil (b), bir elektron ve bir pozitron (antielektron) yüksek enerjiyle çarpışarak yok olurken, virtual bir Z bozonu veya virtual bir foton yoluyla B0 ve `B0 mezonları üretimini gösterir.
Şekil (c), yüksek enerjiyle çarpışan iki protonun çeşitli hadronlar ve Z bozonlar gibi kütleleri çok yüksek partiküllerin oluşma (bu tür olaylar nadirdir, ancak maddenin yapısı için önemlidir) prosesidir.
(a) nötron b bozunumu,
(b) B0 ve `B0 mezonları üretimi,
(c) hadronlar ve Z bozonlar
üretimi prosesleri
https://en.wikipedia.org/wiki/Fundamental_interaction
6 Mart 2020
GERİ
(astrofizik)
