Hadronlarin Kuark Modeli

Yeni hadronlarn çounun proton ve nötronun uyarlm durumlar olduunu söylemitik. Buna göre nötron ve protonunda daha temel parçacklardan olumu birer sistem olmalar gerekir. 1960’larda amerikal fizikçiler GELL-MAN ve ZWEG birbirlerinden bamsz olarak kuark modelini ortaya attlar.Bu modele göre

Tüm hadronlar kuark adnda üç temel parçacn ikili veya üçlü bileimi olarak açklanabilir.

Gell-man ve zweig’ n önerdii üç kuark yukar kuark (u), aa kuark (d) ve acaip kuark (s) adlaryla bilinirler. Herbirinin kütlesi yaklak 500Mev/c2 sipinler ½olup

Herbirine karlk gelen üç anti kuark vardr. Bu üç kuarkn varsaylan özelikleri aada sralanmtr. Bu tabloda en çarpc olan kuark yükleridir. Kuarklar kesirli yük tar gell-man ve zweig in önerisine göre d ve s kuarklarnn yükü –1/3e , u kuark’nki 2/3e dir. Bu cesur bir öneriydi ancak doruluu çeitli yollarla kantland.

yukaridaki tabloya bakarak hadronlarin kuark modelini anlamak kolaydir. Tum baryonlar uc kuarkin bagli durumlari olurlar. Her kuarkin baryon sayisi B=1/3 oldugundan baryonlarin herbirinde B=1 olur. Iki u-kuark ve bir d-kuarkin dusuk enerjili durumu proton bir u-kuark ve iki d-kuarkin en dusuk enerjili durumu notron olur.

Proton = (uud)           notron = (udd)

Bu yapinin proton ve notron yuklerini dogru verigini gorelim;

qp = (2/3+2/3-1/3) = +e      qn = (2/3-1/3-1/3) = 0

u ve d kuarklarinin kutleleri yaklasik olarak esit oldugundan proton ve notron kutlelerinin yaklasikesit olusu aciklanir.ayrica notron ve protonun spinleri ½ olduguna gore, uc kuarktan ikisinin spinleri anti paralel olmasi gerekir.

?+ parcacigi protonu olusturan ayni uc kuarkin (uud) uyarilmis durumudur.

? ailesinin kuark yapilari soyledir;

?++ =(uuu) ,    ?+ = (uud) ,   ?0 =(udd) , ?- = (ddd)

? parcaciginin spinleri s=3/2 oldugundan, uc kuarkin spinlerinin paralel oldugu anlasilir. ? ve ? turundeki acaip baryonlarda uc kyarktan biri acaip s-kuarki olur. Ornegin ?+ parcacigi     ?+ = (uus)

?+ bu uc kuarkin endusuk enerjili durumudur; ancak s in kutlesi d den daha buyuk oldugundan ?+ parcacigi protondan daha agir olur. Bu kutle farki ?+ nin bozunarak

Bir proton ve bir ?0 a donusmesine yetecek kadar buyuktur. Fakat bunu icin s in d ye donusmesi gerekirki buda ancak zayif etkilesimle olabilir. Buna gore ?+ª p + ?0

Reaksyonu zayif etkilesmeyle oldugundan   ?+ ‘nin daha uzun omru aciklanir

? mezonlari kuark anti kuark ciftlarinden olusur;ornegin

?+ = (u,anti-d )    ? – = (anti-u , d)

olur; aslinda mezon deyimi boyle kuark-antikuark ciftlerinin genel adidir.

Tum kuarklarin baryon sayisi 1/3 anti kuarklarin -1/3 oldugundan mezonlarin baryon sayisi sifirdir.

Kuark modeli sadece hadronlarin hangi kuarklardan olustugunu soylemekle kalmaz.

Hadron multiplet ailelerinin varligida bu teoride ongorulmustur. Ornegin ? dortlusu spini 3/2 olan su kuarklardan olusur;

{ (uuu) , (uud), (udd), (ddd) } eleman   ?

asagidaki tablolarda multipletleri ve ozelliklerini gorebilirsiniz;

Kaynak: fizik ve mhendislikte modern fizik(john r. Taylor,chiris zafartos)
belgesi-1362

Belgeci