Parçacık fiziği, maddeyi ve ışınımı oluşturan parçacıkların doğasını araştıran bir fizik dalıdır. Parçacık kelimesi birçok küçük nesneyi andırsa da, parçacık fiziği genellikle gözlemlenebilen, indirgenemez en küçük parçacıkları ve onların davranışlarını anlamak için gerekli temel etkileşimleri araştırır. Şu anki anlayışımıza göre bu temel parçacıklar, onların etkileşimlerini de açıklayan kuantum alanlarının uyarımlarıdırlar. Günümüzde, bu temel parçacıkları ve alanları dinamikleriyle birlikte açıklayan en etkin teori Standart Model olarak adlandırılmaktadır. Bu yüzden günümüz parçacık fiziği genellikle Standart Modeli ve onun olası uzantılarını inceler.
Kuark, bir tür temel parçacık ve maddenin temel bileşenlerinden biridir. Kuarklar, bir araya gelerek hadronlar olarak bilinen bileşik parçacıkları oluşturur. Bunların en kararlıları, atom çekirdeğinin bileşenleri proton ve nötrondur. Renk hapsi olarak bilinen olgudan ötürü kuarklar asla yalnız bir şekilde bulunmaz, yalnızca baryonlar ve mezonlar gibi hadronlar dahilinde bulunabilir. Bu sebeple kuarklar hakkında bilinenlerin çoğu hadronların gözlenmesi sonucunda elde edilmiştir.
Parçacık fiziğinde bir hadron, güçlü etkileşim tarafından bir arada tutulan taneciklerden oluşan bir bileşik parçacıktır.
Yukarı kuark en hafif kuarktır, temel bir parçacıktır ve maddenin önemli bir bileşenidir. Aşağı kuarkla birlikte atom çekirdeğini meydana getiren proton ve nötronu oluşturur. Birinci nesil olarak sınıflandırılırlar. Elektrik yükü +2/3 e olup çıplak kütleleri 2,2+0,5
-0,4 MeV/c2 olarak ölçülmüştür. Bütün kuarklar gibi yukarı kuark da 1/2 spine sahip temel fermiyondur ve dört temel etkileşimin hepsinden etkilenir. Yukarı kuarkın antiparçacığı olan yukarı antikuark ile elektriksel yük işareti gibi birkaç özellikte farklılaşır.
Tılsım, çeşitli büyü özellikleri taşıdığına inanılan nesnedir.
Temel parçacıklar, bilinen hiçbir alt yapısı olmayan parçacıklardır. Bu parçacıklar evreni oluşturan maddelerin temel yapıtaşıdır. Standart Model'de kuarklar, leptonlar ve ayar bozonları temel taneciklerdir.
Üst kuark, parçacık fiziğinde Standart Model'de tanımlanan bir parçacık. +2/3 elektrik yüküne sahip üçüncü kuşak kuarktır. 171,2 GeV/c2 kütleye sahip temel parçacık.
Kuantum renk dinamiği veya kuantum kromodinamiği, teorik fizikte kuantum kromodinamiği, kuarklar ve gluonlar arasındaki güçlü etkileşimin proton, nötron ve pion gibi kompozit hadronları oluşturan, temel parçacıkların teorisidir.
Cabbibo-Kobayashi-Maskawa matrisi ya da kısaca CKM matrisi veya diğer adıyla kuark karışım matrisi, kısaca KM matrisi,parçacık fiziğinin Standart Model'inde, çeşni değiştiren zayıf bozunumların güç bilgisini içeren bir üniter matristir. Teknik olarak, kuarkların serbest halde ilerlerken ve zayıf etkileşimlerde rol alırlarkenki kuantum durumlarının uyumsuzluğunu belirtir. CP ihlalinin anlaşılmasında önemli yer tutar. Bu matris Makoto Kobayashi ve Toshihide Maskawa tarafından kuarkların üç ailesi için önerilmiş, matrise diğer bir ailenin eklenmesi fikri ise Nicola Cabibbo tarafından sunulmuştur. Bu matris ayrıca şu anki üç kuark ailesinin ikisini içeren GIM mekanizmasının bir uzantısıdır.
Baryon sayısı veya baryon numarası, parçacık fiziğinde bir sistemin kesinlikle korunan toplam kuantum sayısıdır. Tanımlanması
Çeşni, parçacık fiziğinde, bir temel parçacığın türünü ifade etmek için kullanılan terimdir. Standart Model'e göre kuarkların yukarı, aşağı, tılsım, acayip, üst ve alt; leptonların ise elektron, müon, tau, elektron nötrinosu, müon nötrinosu ve tau nötrinosu olmak üzere altışar çeşnisi vardır.
J/psi mezonu veya psion bir atomaltı parçacık. Bir tane tılsım kuark ve bir de tılsım antikuarktan oluşan bir çeşni değiştiren yüksüz mezonudur. Bir tılsım kuark ve bir tılsım antikuarkın bağlı hali ile oluşan mezonlar "karmoniyum" olarak anılır. En yaygın karmoniyum, düşük değişim kütlesi, 3.0969 GeV/c23,0969 GeV/c2 yani ηc̅ ' nin (2.9836 GeV/c22,9836 GeV/c2) biraz üzerinde, sebebi ile J/psi mezondur. Bu mezon ortalama 7.2×10−21 s7,2×10-21 s ömre sahiptir.Fakat bu süre tahmin edilen 1000 kat daha uzundur.
Tılsım (sembol: C) bir parçacığın içindeki tılsım kuarkları (c) ve tılsım antikuarkları (c) arasındaki farkı temsil eden çeşni kuantum sayısı:
Kuantum renk dinamiği bağlanma enerjisi, gluon bağlanma enerjisi veya kromodinamik bağlanma enerjisi, kuarkların birbirlerine bağlanarak hadronları oluşturması için gereken bağlanma enerjisi. Bu enerji, gluonlar aracılığıyla gerçekleşen güçlü etkileşim alanının enerjisidir.
Sigma baryonları, birinci çeşni nesillerinden iki kuarka, daha yüksek çeşnili nesillerinden ise üçüncü bir kuarka sahip; herhangi iki kuark çeşnisinin işaret değiştirmesine rağmen dalga fonksiyonunun değiştirmediği, Σ sembolüyle gösterilen hadron parçacığı ailesidir. Bu nedenlerden ötürü bu tip parçacıklar birer baryondur, toplam izospinleri 1'dir ve nötr olabildikleri gibi +2, +1 ya da -1 temel yüke sahip olabilirler. Yalnızca çeşni değişimi sırasında dalga fonksiyonunun farklılık göstermesi açısından Lambda baryonlarından ayrılırlar.
Ksi baryonları, birinci çeşni nesillerinden bir kuarka, daha yüksek çeşnili nesillerinden ise iki kuarka sahip, Ξ sembolüyle gösterilen hadron parçacığı ailesidir. Bu nedenlerden ötürü bu tip parçacıklar birer baryondur, toplam izospinleri 1/2'dir ve nötr olabildikleri gibi +2, +1 ya da -1 temel yüke sahip olabilirler. Yüklü Ksi baryonları ilk kez 1952'de, Manchester grubu tarafından gerçekleştirilen kozmik ışın deneyleri sırasında gözlemlenmiştir. Nötr Ksi baryonlarının ilk kez gözlemlenmesi ise 1959'da, Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'nda gerçekleştirildi. Kararsız durumları, bozunma zinciri sonucunda daha hafif parçacıklara bozunmaları sebebiyle geçmişte çağlayan parçacıklar olarak da anılmaktaydılar.
Delta baryonları, üç adet yukarı ya da aşağı kuarka sahip, Δ sembolüyle gösterilen hadron parçacığı ailesidir. Bu nedenlerden ötürü bu tip parçacıklar birer baryondur.
Δ++
,
Δ+
(uud),
Δ0
(udd) ve
Δ-
(ddd) olmak üzere dört adet delta baryonu mevcuttur ve bunlar sırasıyla +2, +1, 0 ve -1 temel yüklerine sahiplerdir.
Lambda baryonları, birer yukarı ve aşağı kuarkın yanı sıra daha yüksek çeşnili nesillerden biri kuarka sahip, Λ sembolüyle gösterilen hadron parçacığı ailesidir. Bu nedenlerden ötürü bu tip parçacıklar birer baryondur, toplam izospinleri 0'dır ve nötr olabildikleri gibi +1 temel yüke sahip olabilirler.
Omega baryonları, birinci çeşni nesillerinden (yukarı ve aşağı kuarklar) herhangi birini içermeyen, daha yüksek çeşnili nesillerinden (garip, tılsım ve alt kuarklar) üç kuarka sahip, Ω sembolüyle gösterilen hadron parçacığı ailesidir. Hadronlaşma için gereken güçlü etkileşim süresinin altında (5×10-25 s) ortalama yaşam süresine sahip olmaları nedeniyle üst kuark içeren bir omega baryonu gözlemlenmemiş ve gözlemlenmesi de beklenmemektedir. Bu nedenlerden ötürü bu tip parçacıklar birer baryondur, toplam izospinleri 0'dır ve nötr olabildikleri gibi +1 temel yüke sahip olabilirler. Üç garip kuarktan oluşan
Ω-
, 1964 yılında gözlemlenmiştir ve keşfedilen ilk omega baryonudur.
Hiperon bir grup atomaltı parçacığın ortak adıdır. Hiperonların spin sayıları tam sayı olmadığından fermion, güçlü etkileşimden etkilendikleri için hadron ve üç kuarktan oluştukları için de baryon sayılırlar. Bu yönüyle nötron ve proton gibi parçacıklarla aynı sınıfta yer alırlar. Ancak nötron ve protonun aksine yapılarındaki kuarklardan en az biri garip kuarktır. Ayrıca daha büyük kütleye sahiplerdir ve 10 −10 saniyeden daha kısa ömürleri ile çok kararsız parçacıklardır. Hiperonlar 1950 li yıllarda keşfedildi. Daha sonra kuarkların keşfi sonucunda temel parçacık olmadıkları anlaşıldı.
