FİZ314 Fizikte Güncel Konular

Benzer belgeler
Herbir kuarkın ters işaretli yük ve acayipliğe sahip bir anti kuarkı vardır: TİP (ÇEŞNİ,flavor) YÜK ACAYİPLİK. u (up, yukarı) 2/3 0

STANDART MODEL VE ÖTESİ. : Özge Biltekin

, (Compton Saçılması) e e, (Çift Yokoluşu) OMÜ_FEN

Temel Sabitler ve Birimler

ALIfiTIRMALARIN ÇÖZÜMÜ

Büyük Patlama ve Evrenin Oluşumu. Test 1 in Çözümleri

STANDART MODEL ÖTESİ YENİ FİZİK

Temel Parçacık Dinamikleri. Sunum İçeriği

Temel Sabitler ve Birimler

FİZ314 Fizikte Güncel Konular

PARÇACIK FİZİĞİ, HIZLANDIRICILAR ve DEDEKTÖRLER

Çekirdek Modelleri. Alfa Bozunumu. Nükleer Fizikte Kullanışlı Birimler Çekirdeğin Yapısı ve Etkileşmeler. Çekirdeğin Sıvı Damlası Modeli

Radyoaktivite - Büyük Patlama ve Evrenin Oluşumu

Bhabha Saçılması (Çift yokoluş ve Çift oluşumu. Moller Saçılması (Coulomb Saçılması) OMÜ_FEN

BÖLÜM 3: (6,67x10 Nm kg )(1,67x10 kg)»10 36 F (9x10 Nm C )(1,6x10 C) NÜKLEONLAR ARASI KUVVET- NÜKLEER KUVVET

ATLAS Dünyası. Standart Model. ATLAS ağ sayfası Karşımadde

Parçacıkların Standart Modeli ve BHÇ

Radyoaktif elementin tek başına bulunması, bileşik içinde bulunması, katı, sıvı, gaz, iyon halinde bulunması radyoaktif özelliğini etkilemez.

Madde Dünya. Molekül Atom. Atomlar Elektron. Kuark

Parçacık Fiziği. Dr. Bora Akgün / Rice Üniversitesi CERN Türkiye Öğretmenleri Programı Temmuz 2015

FİZİK 2 ELEKTRİK VE MANYETİZMA Elektrik yükü Elektrik alanlar Gauss Yasası Elektriksel potansiyel Kondansatör ve dielektrik Akım ve direnç Doğru akım

1. ATOMLA İLGİLİ DÜŞÜNCELER

RADYASYON FİZİĞİ 1. Prof. Dr. Kıvanç Kamburoğlu

Parçacık Fiziği Söyleşisi

Parçacık Fiziği: Söyleşi

DALITZ GRAFİĞİ ANALİZİ İLE HADRONİK BOZUNUMLARIN İNCELENMESİ

ÇEKİRDEK KİMYASI. Kimya Ders Notu

DEMOCRİTUS. Atom hakkında ilk görüş M.Ö. 400 lü yıllarda Yunanlı filozof Democritus tarafından ortaya konmuştur.

STANDART MODEL VE ÖTESİ. Güncel sorunlar ve çözüm arayışı. A. Zorluer Türk Öğretmen Çalıştayı 8 Ocak 2018

Parçacık Fiziğinde Korunum Yasaları

TÖÇ-6. Parçacık Fiziğine giriş. Gökhan ÜNEL / UCI - Haziran 2016

TÖÇ-5. Parçacık Fiziğine giriş. Gökhan ÜNEL / UCI - Şubat 2016

3- KİMYASAL ELEMENTLER VE FONKSİYONLARI

Atomlardan Kuarklara. Test 1

BİLİM VE TEKNOLOJİ - Gizli ilimler Sitesi

1. Hafta. İzotop : Proton sayısı aynı nötron sayısı farklı olan çekirdeklere izotop denir. ÖRNEK = oksijenin izotoplarıdır.

Hazırlayan: Ayten İLHAN Branşı: Bilişim Teknolojileri Görev Yaptığı Okul: EMİNE ÖZCAN ANADOLU LİSESİ

KİM-117 TEMEL KİMYA Prof. Dr. Zeliha HAYVALI Ankara Üniversitesi Kimya Bölümü

ATOM FİZİĞİ-2 BÖLÜM-3 ATOMİK SPEKTROSKOPİ

DERS ÖĞRETİM PLANI. (Bölümden Bağımsız hazırlanmıştır

Güncel sorunlar ve çözüm arayışı. Sezen Sekmen CERN Türk Öğretmenler Çalıştayı 4 Temmuz 2015

LHC VE VLHC BAZINDA LEPTON-HADRON ÇARPIŞTIRICILARI: E-LİNAK İLE E-HALKA KARŞILAŞTIRILMASI. Hande KARADENİZ DOKTORA TEZİ

Parçacık Fabrikalarında Fizik: B-Kuarklı ve C-Kuarklı Mezonlar Çalıştayı, Mart 2012, HTE, Ankara

ATOM ATOMUN YAPISI 7. S I N I F S U N U M U. Elementlerin tüm özelliğini gösteren en küçük parçasına atom denir.

ATLAS DENEYİ BOYAMA KİTABI

Proton, Nötron, Elektron

Mezon Molekülleri ve X(3872)

Temel Parçacıklar ÜNİTE. Amaçlar. İçindekiler. Yazarlar Doç.Dr. Mustafa ŞENYEL Yrd.Doç.Dr. A. Şenol AYBEK

TURKFAB Tesisinin Araş0rma Potansiyeli, Kullanıcı Profili ve Üreteceği Katma Değer

125 GeV Kütleli Yeni bir Parçacığın Gözlenmesi

Doğayı anlamak için, Parçacıkları, Kuvvetleri ve Kuralları Bilmemiz gerekir. Gordon Kane,Süpersimetri

T.C. İNÖNÜ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK ENERJİ FİZİĞİNDE KULLANILAN SİMÜLASYON TEKNİKLERİ MURAT AYYILDIZ YÜKSEK LİSANS TEZİ

A. ATOMUN TEMEL TANECİKLERİ

Güncel sorunlar ve çözüm arayışı. Sezen Sekmen CERN CERN Türk Öğretmenler Programı Şubat 2014

YEN FZE DORU. Yüksek Enerji Fizii ndeki son gelimeler Fizik Bilimi nin gelecei

BÖLÜM 4: NÜKLEER DÜZEY SPEKTRUMU ve ÇEKİRDEK OLUŞUMLARI

FİZ111 FİZİK-I. Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Biyoloji Bölümü B Grubu Bölüm V: Newton un Hareket Yasaları , Ankara.

Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Fizik Bölümü 7. Hafta. Aysuhan OZANSOY

T.C İNÖNÜ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ D MEZON BOZUNUMUNDA CP BOZULUMU

YEN FZE DORU. Yüksek Enerji Fizii ndeki son gelimeler Fizik Bilimi nin gelecei

Güncel sorunlar ve çözüm arayışı. G. Ünel CERN Türk Öğretmenler Çalıştayı 8 Ocak 2018

NÜKLEER FİSYON Doç. Dr. Turan OLĞAR

CERN VE HİGGS HİGGS PARÇACIĞI NEDİR? Tuba KÖYLÜ Bilişim Teknolojileri Öğretmeni Şanlıurfa İl Milli Eğitim Müdürlüğü 27 Haziran 2017

SU Lise Yaz Okulu. Evrenin Başlangıcı ve Enflasyon Teorisi

Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Bölümü B-Grubu Bahar Yarıyılı Ders-I Ankara Aysuhan OZANSOY

HİGGS HAKKINDA NAZLI FANUS FEN BİLİMLERİ ÖĞRETMENİ ULUPAMİR ORTAOKULU (CERN TÜRK ÖĞRETMEN ÇALIŞTAYI-7)

ATOMUN YAPISI VE PERİYODİK ÖZELLİKLER

Element atomlarının atom ve kütle numaraları element sembolleri üzerinde gösterilebilir. Element atom numarası sembolün sol alt köşesine yazılır.

Yrd.Doç.Dr. Emre YALAMAÇ. Yrd.Doç.Dr. Emre YALAMAÇ İÇERİK

Parçacık Fiziğine Giriş ve Simulasyonlar

Elektron-Foton Çarpıştırıcılarında Uyarılmış Leptonların Araştırılması

görülmüştür. Bu sırada sabit nükleer yoğunluk (ρ) hipotezide doğrulanmış olup ραa olarak belirtilmiştir.

ÇALIŞMA YAPRAĞI (KONU ANLATIMI)

Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Matematik Bölümü A-Grubu Bahar Yarıyılı Bölüm-III Özeti Ankara Aysuhan Ozansoy

Şekil: LHC hızlandırıcısında hızlandırılan protonların CMS deneyinde çarpışması sonucu gözlemlenen olaylar

Atomlar ve Moleküller

ATOM BİLGİSİ Atom Modelleri

İÇİNDEKİLER -BÖLÜM / 1- -BÖLÜM / 2- -BÖLÜM / 3- GİRİŞ... 1 ÖZEL GÖRELİLİK KUANTUM FİZİĞİ ÖNSÖZ... iii ŞEKİLLERİN LİSTESİ...

ALFA BOZUNUMU MEHMET YÜKSEL ÇÜ FBE FİZİK ABD ADANA-2010

Newton ve Einstein nin Evren Anlayışları

Murat ŞENER Bursa Sınav Fen Lisesi

Atomun Yapısı Boşlukta yer kaplayan, hacmi, kütlesi ve eylemsizliği olan her şeye madde denir. Maddeyi (elementi) oluşturan ve maddenin (elementin)

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

, bu vektörün uzay ekseni üzerindeki izdüşümüdür. Bunlar şu değerlere sahiptir:

Süper Yoğun Madde: Kuark-Gluon Plazma. Kocaeli Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü 1. Kocaeli Üniversitesi, Eğitim Fakültesi 2

ATOM MODELLERİ BERNA AKGENÇ

Geçen Derste. ρ için sınır şartları serinin bir yerde sona ermesini gerektirir Kuantum Fiziği Ders XXIII

STANDART MODEL. Etraf m zdaki her ey bu yap ta lar ndan olu maktad r. Peki ya bu yap ta lar?

Yeni bir radyoterapi yöntemi: Hadron terapi

SU Lise Yaz Okulu 2. Ders, biraz (baya) fizik. Dalgalar Elektromanyetik Dalgalar Kuantum mekaniği Tayf Karacisim ışıması

Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Temel kavramlar Atomsal yapı

HİGGS??? STANDART MODEL HIGGS BOZONU ve ALANI HIGGS İ BULMAK İÇİN: HIZLANDIRICILAR PEKİ YA SONRA?

Kimyafull Gülçin Hoca

Fizik Terimler Sözlüğü - 2. Yönetici tarafından yazıldı Pazar, 08 Şubat :34 - Son Güncelleme Pazar, 08 Şubat :47 - K

RADYOAKTİFLİK. Bu çalışmalar sonucunda radyoaktif olarak adlandırılan atomların yüksek enerjili tanecikler ve ışınlar yaydıkları belirlenmiştir.

Maddenin içine yaptığımız yolculukta...

Simetri ve Süpersimetri. Spot: Kerem Cankoçak. Simetri nedir?

6.HAFTA BÖLÜM 3: ÇEKİRDEK KUVVETLERİ VE ÇEKİRDEK MODELLERİ

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

Transkript:

FİZ314 Fizikte Güncel Konular 2015-2016 Bahar Yarıyılı Bölüm-8 23.05.2016 Ankara A. OZANSOY 23.05.2016 A.Ozansoy, 2016 1

Bölüm 8: Parçacık Fiziği 1. Temel Olmayan Parçacıklardan Temel Parçacıklara 2. 4 Temel Kuvvet 3. Parçacık Aileleri 4. Korunum Yasaları 23.05.2016 A.Ozansoy, 2016 2

1.Temel Olmayan Parçacıklardan Temel Parçacıklara Madde nelerden yapıldı ve onu bir arada tutan ne? Neden bazı maddeler benzer özellik gösteriyor? Temel yapı taşları olmalı! Temel parçacıklar ve onlar arasındaki temel etkileşmeleri inceleyeceğiz. Temel parçacık ne demektir? Temel parçacık, bir iç yapısı olmayan yani daha küçük bileşenlerden oluşmayan parçacık demektir. Geçmişte farklı zamanlarda atom, çekirdek ve nükleonlar (proton ve nötron) temel parçacık olarak düşünülmüştür 23.05.2016 A.Ozansoy, 2016 3

Atom gerçekten temel miydi? Atom fikri: Democritus (M.Ö 460- M.Ö 370) Temel yapı taşlarına bölünemeyen anlamında atom dedi. Benzer kimyasal özellik gösteren atomlar, gruplar halinde sınıflandırıldı. Bu atomun daha temel yapı taşlarından oluştuğunun göstergesiydi. J. J. Thomson (1897) Atomun içinde daha hafif bir şeylerin olduğu anlaşıldı. (Elektronun keşfi) E. Rutherford ve öğrencileri(1911) Atomun merkezinde daha küçük ve daha ağır bir şeyin olduğu sonucuna varıldı. (Çekirdeğin keşfi) Bu deneylerin sonuçlarına göre atom temel bir parçacık değildi! Bütün atomlar, elektronların ve çekirdeğin bir kombinasyonu olarak açıklandı. 25.5.2016 A.Ozansoy 4

Çekirdek gerçekten temel miydi? 1919-1920 protonun keşfi (Rutherford) 1932 nötronun keşfi (Chadwick) Bütün çekirdekler nötronların ve protonların bir kombinasyonu olarak açıklandı. Nükleonlar temel mi? Nötron ve protonlar da kuarkların bir kombinasyonu olarak açıklanmıştır (DIS: Deep Inelastic Scattering) deneyleri, SLAC, 1960 ların sonu) 25.5.2016 A.Ozansoy 5

Elektrozayıf kuvvet 2. Dört Temel Kuvvet Kuvvet Göreli Şiddet Karakteri stik Zaman Menzil Belirleyici olduğu durumlar Güçlü 1 < 10-22 s 10-15 m Kuarkları bir arada tutar Çekirdeği bir arada tutar Elektromanyetik 10-2 10-14 - 10-20 s e - ların çekirdeğe bağlanarak kararlı atom oluşturmaları Zayıf 10-5 10-8 - 10-13 s 10-18 m Radyoaktif bozunmalar Güneşteki reaksiyonlar Kütle çekim 10-39 Gezegenleri bir arada tutar. Güneşsistemini bir arada tutar Temel parçacık fiziğinde kuvvet sözcüğünden ziyade etkileşme sözcüğü tercih edilir. Parçacıklar arasındaki temel etkileşmelerin bir aracı parçacık vasıtasıyla (değiş-tokuşu ile) gerçekleştiği dikkate alınır. Bu parçacıklara aracı parçacıklar, kuvvet taşıyıcıları ya da ayar bozonları denir. 23.05.2016 A.Ozansoy, 2016 6

Temel etkileşmeler, aracı parçacıkları ve özellikleri Etkileşme Aracı Parçacık Simge Yük (e) Spin ( h) Durgun Enerji (GeV) Güçlü Gluon g 0 1 0 EM Foton 0 1 0 Zayıf Zayıf W _, W + -1, +1, 0 1 M W =80.4 Bozonlar ve Z M Z =91.2 bozon Kütle Çekim Graviton 0 2 0 23.05.2016 A.Ozansoy, 2016 7

Temel Parçacıklar Madde Kuvvet Taşıyıcılar(Ayar Bozonları) + Higgs Bozonu Leptonlar Kuarklar Hadronlar Baryonlar (qqq)(fermiyon) Mezonlar (q-antiq) (Bozon) q: kuarkı temsil etmektedir. Lepton ismi ; Yunanca, hafif anlamındaki leptos dan gelir. Aynı şekilde mezon ismi orta anlamındaki mezos dan gelir ve baryon ağır demektir. Higss bozonu parçacıkların kütle kazanmalarından sorumlu parçacıktır. 23.05.2016 A.Ozansoy, 2016 8

3. Parçacık Aileleri 1. Aile 2. Aile 3. Aile Şekil Kaynak [1] den alınmıştır. 23.05.2016 A.Ozansoy, 2016 9

Lepton aileleri Kuark aileleri +2/3e -1/3e 1. Aile 2. Aile 3. Aile 1. Aile 2. Aile 3. Aile Kuarklar, keptonlar ve girdikleri temel etkileşmelerin biçimsel olarak gösterilmesi. Şekil Kaynak [2] den alınmıştır. 23.05.2016 A.Ozansoy, 2016 10

Parçacık Sınıfı Yapı Açıklama Spin Yüksüz leptonlar (nötrinolar) Temel Sadece zayıf etkileşmelere girer 1/2 Yüklü leptonlar Temel Zayıf + em etkileşmelere girer 1/2 Kuarklar Temel Zayıf + em+ güçlü etkileşmelere girer 1/2 Kuvvet Taşıyıcıları (Ayar Bozonları ya da aracı parçacıklar) Temel Foton em etkileşmenin aracı parçacığı, W ve Z zayıf etk. aracı parçacığı, Gluon güçlü etk. aracı parçacığı 1 Higgs Bozonu Temel Parçacıklara kütle kazandırmaktan sorumlu 0 Mezonlar (qanti_q) Kompozit (iç yapısı var) Zayıf + em+ güçlü etk. girer Tam sayı (0,1) Baryonlar (qqq) Kompozit Zayıf + em + güçlü etk. girer Yarım tam sayı (1/2, 3/2, 5/2) 23.05.2016 A.Ozansoy, 2016 11

Kuark Çeşnileri: Kuarkın adı Simgesi Yükü (e) Yukarı (up) u +2/3 Aşağı (down) d -1/3 Tılsımlı (Sihirli) c +2/3 (charm) Acayip (strange) s -1/3 Üst (top) t +2/3 Alt (bottom) b -1/3 Kuarklar, spini ½ olan fermiyondurlar. Elektrik yükleri, elektron yükünün kesirli katlarına (+2/3 veya -1/3 katı) eşittir. Kuarklar doğada serbest olarak bulunamazlar, hadronlar (mezon ya da baryon) olarak bağlı durum oluştururlar. Kuarklar renk yükü denen bir kuantum sayısına daha sahiptirler. Yukarıdaki tabloda adı geçen her kuark çeşnisi 3 farklı renkte bulunurlar Kırmızı, yeşil ve mavi. (Bu renk yükü günlük anlamda kullandığımız renk anlamında değildir.) Her kuark bir renk yükü taşırken antikuarklar antirenk yükü taşır. 23.05.2016 A.Ozansoy, 2016 12

23.05.2016 A.Ozansoy, 2016 13

Anti Parçacıklar (Karşıt Parçacıklar): 1920 ler Paul Dirac spin1/2 parçacıklar için göreli kuantum mekaniksel denklemi geliştirdi. Negatif enerjili durumlara karşılık gelen çözümler var çözüm antiparçacıklar Her parçacık için bir antiparçacık mevcuttur. Kütle, spin, ortalama ömür gibi özellikleri parçacık ve antiparçacık için aynı iken sadece elektrik yükleri birbirinin tersidir. Yüksüz parçacıkların antiparçacığı kendisidir (Nötrinolarda durum farklıdır). Yüklü leptonlar dışında (e -, - ve - ) antiparçacıkları, genelde parçacık simgelerinin üzerine bir çizgi çekerek gösteririz. Parçacık ve antiparaçacık bir araya geldiğinde iki ya da daha fazla foton oluşturacak şekilde yok olurlar. e + : pozitron, elektronun antiparçacığı Yok olma süreci Çift oluşum süreci. Sayfa düzlemin içine doğru manyetik alan uygulanıyor. Yüklerinin zıt olmasından dolayı elektron ve pozitron ters yönlerde saparlar. 23.05.2016 A.Ozansoy, 2016 14

Leptonlarve antiparçacıkları Anti elektron nötrinosu Bu şekil Kaynak [3] ten alınmıştır. 23.05.2016 A.Ozansoy, 2016 15

Hadronlar: Güçlü etkileşmeye girerler. Mezonlar (spini tam sayı olanlar) ve baryonlar (spini yarım tamsayı olanlar olmak üzere iki grupturlar. Mezonlar bir kuark ve bir antikuarkın birleşmesinden, baryonlar 3 tane kuarkın birleşmesinden oluşurlar. Proton ve nötron birer baryondur. Pi ve K- mezonları da mezonlara örnektir. (Pi mezonları +, - ve 0 olmak üzere 3 çeşittir. ) Bu şekil Kaynak [4] ten alınmıştır. Mezonlar ve Baryonlar Şekilde t zaman eksenini göstermek üzere, - bozunumuna bir örnek olarak serbest nötron bozunumu için Feynman Diyagramı verilmiştir. Beta bozunumundan sorumlu etkileşme zayıf etkileşmedir. Diyagramda zayıf etkileşmenin aracı parçacıklarından W- bozunu görülmektedir. 23.05.2016 A.Ozansoy, 2016 16

Bazı mezonlar ve kuark içerikleri aşağıdaki şekilde verilmiştir. 0 uu dd (*) 2 uu dd 2ss 6 ' uu dd ss 3 (*) Aslında 0, ve farklı durumların kuantum mekaniksel bir karışımıdır. Bazı baryonlar ve kuark içerikleri * t kuark kararsız olduğu için hemen bozunur bu nedenle t kuark içeren herhangi bir mezon ya da baryon yoktur. 23.05.2016 A.Ozansoy, 2016 17

4. Korunum Yasaları: 1. Baryon sayısı (B) : Tüm baryonlar için B=1 ve antibaryonlar için B=-1 2. Lepton sayısı (L) : Her aile için ayrı ayrı Elektron ve nötrinosu için L e =1, Müon ve nötrinosu için L =+1 Tau ve nötrinosu için L =+1 3. Acayiplik Sayısı(S): acayip kuark için S=-1, antiacayip kuark için S=+1 Baryon sayısının korunumu, bir çekirdek tepkimesi veya bozunumunda olaydan önceki ve sonraki baryon sayısının korunduğunu ifade eder. Lepton sayısının korunumu, herhangi bir süreçte tüm lepton tipleri için lepton sayılarının ayrı ayrı korunmasını söyler (L e., L, L korunur). Güçlü ve elektromanyetik etkileşmelerde acayiplik sayısı korunur, zayıf etkileşme içeren süreçlerde korunur veya bir birim değişir. Örnek: Müyon bozunumu NOT!!! Derste 8. bölümle (parçacık fiziği) ilgili çözülen 6 örneği mutlaka inceleyiniz. 23.05.2016 A.Ozansoy, 2016 18

Kaynaklar: 1. http://www.dreamstime.com/royalty-free-stock-photography-standard-modelelementary-particles-diagram-particle-physics-fundamental-make-up-matterfundamental-force-carriers-image36590417 2. https://www.fiatphysica.com/blog/learning/particle-primer-physics 3. https://universe-review.ca/r02-14-cpviolation.htm 4. https://tr.wikipedia.org/wiki/kuark 5. Fen ve Mühendislik için Fizik, Cilt-II, R.A. Serway ve R.J. Beichner, (Çeviri Editörü: Prof. Dr. Kemal Çolakoğlu), 5. Baskıdan çeviri, Palme Yayıncılık 2002, Ankara. (Aksi belirtilmediği sürece, sunu dosyası içindeki tüm şekiller bu kaynaktan alınmıştır). 23.05.2016 A.Ozansoy, 2016 19