Standart Model: Revizyonlar arasındaki fark

[kontrol edilmemiş revizyon]

[kontrol edilmiş revizyon]

İçerik silindi İçerik eklendi

Satır içi

12.05, 28 Kasım 2024 itibarı ile sayfanın şu anki hâli.

Standart Model, gözlemlenen maddeyi oluşturan, şimdiye dek bulunmuş temel parçacıkları ve bunların etkileşmesinde önemli olan üç temel kuvveti açıklayan kuramdır.

Sözü geçen üç temel kuvvet; elektromanyetik kuvvet, zayıf nükleer kuvvet (elektro-zayıf kuvvet) ve güçlü nükleer kuvvettir. Standart Model'in en büyük başarısı şimdiye dek birçok kez sınanmış olmasına rağmen atom altı parçacıkların özellikleri ile aralarındaki etkileşmelerine ait gözlenebilir nicelikleri büyük hassaslıkta tahmin edebilmesidir. Bununla birlikte yapılan daha hassas deneyler ile Standart Model'in öngördüğü değerler arasında farklar bulunmaktadır. Bunlara ek olarak Standart Model'in temel birçok eksik tarafı vardır.

Standart Model'in içeriği

Standart Model'e göre evren birbirinin kopyası gibi duran 3 tane aileden oluşmaktadır. Birinci aile etrafımızda gördüğümüz maddeyi oluşturmaktadır. İkinci ve üçüncü aileler birinci aileden daha ağırdırlar. Her ailede 2 kuark (yükleri 2e/3, -1e/3), 2 lepton (yükleri -1e, 0e) ve bunlarin anti parçacıkları vardır. Mesela ' $u,d,e,v_{e}$ ' parçacıkları 1. aileyi oluşturmaktadırlar. ' $c,s,\mu ,v_{\mu }$ ' parçacıkları 2. aileyi oluşturmaktadırlar ve ' $t,b,\tau ,v_{\tau }$ ' 3. aile olarak sınıflandırılır. 2. aile üyeleri 1. den ve aynı şekilde 3. aile de 2. den daha ağır olmalarıyla beraber, temel özellikleri aynıdır. Bu yüzden Standart Model en basit haliyle bir aile için yazılır ve 3 aileli duruma genişletilir.

Standart Model parçacıkları ve etkileşimleri

Bu sınıflandırmada karşılaşılan bir küçük zorluk, farklı ailelerde aynı yerde olan kuarkların birbirlerine karışmalarıdır. Mesela d, s ve b birbirine karışırlar. Bu karışım matematiksel olarak 3x3 bir üniter matrisle ifade edilir. 2 aileli durum için ilk defa Nicola Cabibbo tarafından yazılan bu matris, 3 aileli duruma Makoto Kobayashi ve Toshihide Maskawa tarafından genelleştirdiği için onların isimlerinin baş harfleri ile anılır: CKM matrisi.

Yukarıda bahsi geçen bütün kuarklar ve leptonlar elektromanyetizma ve zayıf nükleer gücün birleşimi olan elektro-zayıf kuvvet ile etkileşirler. Bu kuvveti $\gamma ,Z,W^{\pm }$ bozonları taşırlar. İlaveten, kuarkların sadece kendi aralarında etkileşmelerini sağlayan bir kuvvet daha vardır. Buna güçlü etkileşim denir; taşıyıcıları $g$ (gluon) lardır. SM bu iki kuvvetin etkilerini Kendiliğinden Simetri Kırılması (KSK) ile birlikte anlatır.

Higgs bozonu

Standart Model temel olarak SU(3)×SU(2)×U(1) ayar gruplarına ait simetrileri içeren bir kuantum alan teorisidir. Bu simetri modelin en temel simetrilerinden birisidir ve parçacıklar kendi aralarında bu ayar simetrilerinin sonucu olarak etkileşmelere ya da yukarıdaki kuvvetleri alıp vermektedirler. Standart Model'i ifade eden denklem içerisine Standart Model parçacıklarına ait kütle terimleri ayar simetrilerini kırmadan eklenememektedir. Fakat 1964 yılında üç farklı grup tarafından Robert Brout ve François Englert, Peter Higgs ve Gerald Guralnik, C. Richard Hagen ve Tom Kibble tarafından yayınlanan makaleler ile ayar alanlarının kuantumlarının yanında tüm madde alanlarına kütle kazandırabilecek ve 4 serbestlik derecesine sahip skaler ve daha sonra Higgs alanı adı verilen ekleme yapılmıştır.^[1] Bu ekleme ile skaler Higgs alanı uygun bir potansiyel ile vakum beklenen değerinin 0'dan farklı bir yerde olması sağlanmıştır. Bu sayede 4 serbestlik derecesinden 3 adedi CERN tarafından daha önceki deneylerde keşfedilmiş olan W+/- Z0 bozonlarına yapışarak kütle kazanmalarına yardımcı olmaktadır. Geriye kalan bir serbestlik derecesi Standart Model'in bir öngörüsü olarak kendisi ile etkileşmeye girmekte ve 0-spine sahip skaler bir parçacığın kütle kazanmasına sebep olmaktadır. Bu parçacığa da Higgs parçacığı adı verilmiştir.

Standart Model'in varlığını öngördüğü Higgs bozonunun 14 Mart CERN Bilimsel Araştırma Merkezi'nin yaptığı açıklama ile kesin olarak bulunduğu bildirildi.^[2]

Nötrino kütlesi

SNO ve SuperKamiokande deneyleri daha önce sanılanın aksine, yüksüz leptonların ( $\nu ,\mu ,\tau$ ) çok da küçük olmasına rağmen bir kütleye sahip olduklarını keşfettiler. Standart Model'de bu durum öngörülmemiş olsa da, basit bir ekleme ile bu problem çözülebilir.

Standart Model'in eksikleri

Standart Model'in başarılarının yanı sıra temel bazı eksiklikleri vardır. Bunlar aşağıdaki gibi sıralanabilir:

Higgs kütlesindeki hiyerarşi sorunu
Elektrozayıf ve Güçlü Nükleer Kuvvetlerin daha yüksek enerjilerde birleşmemeleri
Fermiyon kütleleri ile bunların birbirleri ile olan karışımlarının rastlantısal gibi görünmesi
Evren'de gözlenen madde - karşı madde orantısızlığı
Standart Model içinde deneyler ile yerleştirilmiş 20 tane sabit vardır. Standart Model bu sabit katsayıların değerlerini öngörememektedir. Standart Model'in öngörüleri için bazı deneylerin sonuçlarına ihtiyaç olması
Kütle çekim kuvveti (gravitasyon) için hiçbir şey söylememesi
Nötrinoların barındırdığı çok küçük de olsa kütle hakkında bir açıklama yapamaması ve nötrino osilasyonu hakkında bir şey söylememesi
Kuarkların teoriye dışarıdan ithal edilmesi

Standart Model ötesi modeller

Standart Model'in bahsi geçen sorunlarını çözmek için yüksek enerjilerde geçerli olacak ve düşük enerji değerlerinde Standart Model'e dönüşen yeni modeller ortaya atılmıştır. Bunlardan birkaçı aşağıdadır:

Kaynakça

^ İngilizce Vikipedi'de bulunan 14 Ağustos 2013 tarihli 1964 PRL symmetry breaking papers maddesi.
^ "New results indicate that new particle is a Higgs boson" (İngilizce). web.cern.ch. 14 Mart 2013. 20 Ekim 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Ağustos 2013.

Dış bağlantılar

CERN hakkında

[1] İngilizce Vikipedi'de bulunan 14 Ağustos 2013 tarihli 1964 PRL symmetry breaking papers maddesi.

[2] "New results indicate that new particle is a Higgs boson" (İngilizce). web.cern.ch. 14 Mart 2013. 20 Ekim 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Ağustos 2013.

[1]

[2]

@@ 1. satır: / 1. satır: @@
+{{Parçacık fiziğinin standart modeli}}
-'''Standart Model''', gözlemlenen maddeyi oluşturan, şimdiye dek bulunmuş temel parçacıkları ve bunların etkileşmesinde önemli olan 3 temel [[kuvvet]]i açıklayan kuramdır. '''SM''' olarak kısaltılır.
+{{diğer anlamı2|Model}}
-Sözü geçen 3 temel kuvvet: [[Kütleçekim]], [[Elektro-zayıf Kuvvet]] ve [[Güçlü Nükleer Kuvvet]]tir. SM'in en büyük başarısı şimdiye dek bir çok kez sınanmış olmasına rağmen atom altı parçacıkların özellikleri ile aralarındaki etkileşmelerine ait gözlenebilir nicelikleri büyük hassaslıkta tahmin edebilmesidir. Bununla birlikte yapılan daha hassas deneyler ile SM'in öngördüğü değerler arasında farklar bulunmaktadır. Bunlara ek olarak SM'in temel birçok eksik tarafı vardır.
+'''Standart Model''', gözlemlenen maddeyi oluşturan, şimdiye dek bulunmuş [[temel parçacık]]ları ve bunların etkileşmesinde önemli olan üç temel [[kuvvet]]i açıklayan kuramdır.
+Sözü geçen üç temel kuvvet; [[elektromanyetik kuvvet]], [[zayıf nükleer kuvvet]] ([[elektro-zayıf kuvvet]]) ve [[güçlü nükleer kuvvet]]tir. Standart Model'in en büyük başarısı şimdiye dek birçok kez sınanmış olmasına rağmen atom altı parçacıkların özellikleri ile aralarındaki etkileşmelerine ait gözlenebilir nicelikleri büyük hassaslıkta tahmin edebilmesidir. Bununla birlikte yapılan daha hassas deneyler ile Standart Model'in öngördüğü değerler arasında farklar bulunmaktadır. Bunlara ek olarak Standart Model'in temel birçok eksik tarafı vardır.
-== SM'in içeriği ==
-SM'e göre evren birbirinin kopyası gibi duran 3 tane aile'den oluşmaktadır. Birinci aile etrafımızda gördüğümüz maddeyi oluşturmaktadır. İkinci ve üçüncü aileler birinci aileden daha ağırdırlar. Her ailede 2 kuark (yükleri 2e/3, -1e/3),  2 lepton (yükleri -1e,0e) ve bunlarin anti parçacıkları vardır.
-Mesela '<math>u, d, e, v_e</math>' parçacıkları 1. aileyi oluşturmaktadırlar. '<math>c, s, \mu, v_\mu</math>' parçacıkları 2. aileyi oluşturmaktadırlar ve '<math>t, b, \tau, v_\tau</math>' 3. aile olarak sınıflandırılır. 2. aile üyeleri 1. den ve aynı şekilde 3. aile de 2.den daha ağır olmalarıyla beraber, temel özellikleri aynıdır. Bu yüzden SM en basit haliyle bir aile için yazılır ve 3 aileli duruma genişletilir.
+== Standart Model'in içeriği ==
-Bu sınıflandırmada karşılaşılan bir küçük zorluk, farklı ailelerde aynı yerde olan kuarkların birbirlerine karışmalarıdır. Mesela d, s ve b birbirine karışırlar. Bu karışım matematiksel olarak 3x3 bir üniter matrisle ifade edilir. 2 aileli durum için ilk defa ''Cabibbo'' tarafından yazılan bu matris, 3 aileli duruma ''Kobayashi'' ve ''Maskawa'' tarafından genelleştirdiği için onların isimlerinin baş harfleri ile anılır: [[CKM matrisi]].
+Standart Model'e göre evren birbirinin kopyası gibi duran 3 tane aileden oluşmaktadır. Birinci aile etrafımızda gördüğümüz maddeyi oluşturmaktadır. İkinci ve üçüncü aileler birinci aileden daha ağırdırlar. Her ailede 2 kuark (yükleri 2e/3, -1e/3), 2 lepton (yükleri -1e, 0e) ve bunlarin anti parçacıkları vardır. Mesela '<math>u, d, e, v_e</math>' parçacıkları 1. aileyi oluşturmaktadırlar. '<math>c, s, \mu, v_\mu</math>' parçacıkları 2. aileyi oluşturmaktadırlar ve '<math>t, b, \tau, v_\tau</math>' 3. aile olarak sınıflandırılır. 2. aile üyeleri 1. den ve aynı şekilde 3. aile de 2. den daha ağır olmalarıyla beraber, temel özellikleri aynıdır. Bu yüzden Standart Model en basit haliyle bir aile için yazılır ve 3 aileli duruma genişletilir.
+<gallery widths="500" heights="300">
-Yukarıda bahsi geçen bütün kuarklar ve leptonlar elektromanyetizma ve zayıf nükleer gücün birleşimi olan [[elektro-zayıf güç]] ile etkileşirler. Bu kuvveti <math>\gamma, Z , W^\pm </math> bozonları taşırlar. İlaveten, kuarkların sadece kendi aralardında etkileşmelerini sağlayan bir kuvvet daha vardır. Buna [[Güçlü etkileşim]] denir; taşıyıcıları
+Dosya:SM türkçe.png|Standart Model parçacıkları ve etkileşimleri
-<math>g </math> ([[gluon]]) lardır. SM bu iki kuvvetin etkilerini [[Kendiliğinden Simetri Kırılması]] (KSK) ile birlikte anlatır.
+</gallery>
+Bu sınıflandırmada karşılaşılan bir küçük zorluk, farklı ailelerde aynı yerde olan kuarkların birbirlerine karışmalarıdır. Mesela d, s ve b birbirine karışırlar. Bu karışım matematiksel olarak 3x3 bir üniter matrisle ifade edilir. 2 aileli durum için ilk defa [[Nicola Cabibbo]] tarafından yazılan bu matris, 3 aileli duruma [[Makoto Kobayashi]] ve [[Toshihide Maskawa]] tarafından genelleştirdiği için onların isimlerinin baş harfleri ile anılır: [[CKM matrisi]].
+Yukarıda bahsi geçen bütün kuarklar ve leptonlar elektromanyetizma ve zayıf nükleer gücün birleşimi olan [[elektro-zayıf kuvvet]] ile etkileşirler. Bu kuvveti <math>\gamma, Z , W^\pm </math> bozonları taşırlar. İlaveten, kuarkların sadece kendi aralarında etkileşmelerini sağlayan bir kuvvet daha vardır. Buna [[güçlü etkileşim]] denir; taşıyıcıları <math>g</math> ([[gluon]]) lardır. SM bu iki kuvvetin etkilerini [[Kendiliğinden Simetri Kırılması]] (KSK) ile birlikte anlatır.
-== SM'in Tamamlanması ==
 === Higgs bozonu ===
+Standart Model temel olarak SU(3)×SU(2)×U(1) ayar gruplarına ait simetrileri içeren bir kuantum alan teorisidir. Bu simetri modelin en temel simetrilerinden birisidir ve parçacıklar kendi aralarında bu ayar simetrilerinin sonucu olarak etkileşmelere ya da yukarıdaki kuvvetleri alıp vermektedirler. Standart Model'i ifade eden denklem içerisine Standart Model parçacıklarına ait kütle terimleri ayar simetrilerini kırmadan eklenememektedir. Fakat 1964 yılında üç farklı grup tarafından Robert Brout ve François Englert, Peter Higgs ve Gerald Guralnik, C. Richard Hagen ve Tom Kibble tarafından yayınlanan makaleler ile ayar alanlarının kuantumlarının yanında tüm madde alanlarına kütle kazandırabilecek ve 4 serbestlik derecesine sahip skaler ve daha sonra Higgs alanı adı verilen ekleme yapılmıştır.<ref>[[İngilizce]] [[Vikipedi]]'de bulunan 14 Ağustos 2013 tarihli [[:en:1964 PRL symmetry breaking papers|1964 PRL symmetry breaking papers]] maddesi.</ref> Bu ekleme ile skaler Higgs alanı uygun bir potansiyel ile vakum beklenen değerinin 0'dan farklı bir yerde olması sağlanmıştır. Bu sayede 4 serbestlik derecesinden 3 adedi CERN tarafından daha önceki deneylerde keşfedilmiş olan W+/- Z0 bozonlarına yapışarak kütle kazanmalarına yardımcı olmaktadır. Geriye kalan bir serbestlik derecesi Standart Model'in bir öngörüsü olarak kendisi ile etkileşmeye girmekte ve 0-spine sahip skaler bir parçacığın kütle kazanmasına sebep olmaktadır. Bu parçacığa da Higgs parçacığı adı verilmiştir.
-SM'in varlığını öngörduğu ama henüz keşfedilmemiş bir parçacık olan [[Higgs bozon]]u halen yüksek enerjili parçacık çarpışmalarının yapıldığı deneyler ile aranmaktadır. Bunlardan halen çalışmakta olan ikisi [[fermilab|Fermi National Lab.]]'da [[Tevatron]] hızlandırıcısındaki [[CDF]] ve [[D0]] deneyleridir. Higgs bozonu teorik olarak temel parçacıklar ile kütleli kuvvet taşıyıcılarının kütle kazanması için gerekli bir parçacıktır.
+Standart Model'in varlığını öngördüğü [[Higgs bozon]]unun 14 Mart CERN Bilimsel Araştırma Merkezi'nin yaptığı açıklama ile kesin olarak bulunduğu bildirildi.<ref>{{Web kaynağı | başlık = New results indicate that new particle is a Higgs boson | url = http://home.web.cern.ch/about/updates/2013/03/new-results-indicate-new-particle-higgs-boson | yayıncı = web.cern.ch | erişimtarihi = 13 Ağustos 2013 | dil = İngilizce | tarih = 14 Mart 2013 | arşivurl = https://web.archive.org/web/20151020000722/http://home.web.cern.ch/about/updates/2013/03/new-results-indicate-new-particle-higgs-boson | arşivtarihi = 20 Ekim 2015 | ölüurl = hayır }}</ref>
 === Nötrino kütlesi ===
-SNO ve SuperKamiokande deneyleri daha önce sanılanın aksine, yüksüz leptonların (<math>\nu, \mu, \tau</math>) çokda küçük olmasına rağmen bir kütleye sahip olduklarını keşfettiler. SM'de bu durum öngörülmemiş olsa da, basit bir ekleme ile bu problem çözülebilir.
+SNO ve SuperKamiokande deneyleri daha önce sanılanın aksine, yüksüz leptonların (<math>\nu, \mu, \tau</math>) çok da küçük olmasına rağmen bir kütleye sahip olduklarını keşfettiler. Standart Model'de bu durum öngörülmemiş olsa da, basit bir ekleme ile bu problem çözülebilir.
-== SM'in Eksikleri ==
+== Standart Model'in eksikleri ==
-SM'in başarilarin yani sira temel bazi eksiklikleri vardir:
+Standart Model'in başarılarının yanı sıra temel bazı eksiklikleri vardır. Bunlar aşağıdaki gibi sıralanabilir:
-* Higgs kütlesindeki hiyerarşi sorunu.
+* Higgs kütlesindeki hiyerarşi sorunu
-* Elektrozayıf ve Güçlü Nükleer Kuvvetleri daha yüksek enerjilerde birleşmemektedirler.
+* Elektrozayıf ve Güçlü Nükleer Kuvvetlerin daha yüksek enerjilerde birleşmemeleri
-* Fermiyon kütleleri ile bunların birbirleri ile olan karişimlari rastlantisal gibi görünmektedir.
+* Fermiyon kütleleri ile bunların birbirleri ile olan karışımlarının rastlantısal gibi görünmesi
-* Evren'de gözlenen madde - karşı madde orantısızlığı.
+* Evren'de gözlenen madde - karşı madde orantısızlığı
-* SM içinde deneyler ile yerleştirilmiş 20 tane sabit vardır. SM bu sabit katsayıların değerlerini öngörememektedir, SM'in öngörüleri için bazı deneylerin sonuçlarına ihtiyaç vardır.
+* Standart Model içinde deneyler ile yerleştirilmiş 20 tane sabit vardır. Standart Model bu sabit katsayıların değerlerini öngörememektedir. Standart Model'in öngörüleri için bazı deneylerin sonuçlarına ihtiyaç olması
-* Kütleçekim kuvveti için hiçbir şey söylememektedir.
+* Kütle çekim kuvveti (gravitasyon) için hiçbir şey söylememesi
-* Nötrinolar çok küçük de olsa bir kütleye sahiplerdir, SM ne bunu açıklayabilmekte nede nötrino osilasyonu hakkında bir şey söylemektedir.
+* Nötrinoların barındırdığı çok küçük de olsa kütle hakkında bir açıklama yapamaması ve nötrino osilasyonu hakkında bir şey söylememesi
-* Kuarklar teoriye dışarıdan ithal edilmişlerdir.
+* Kuarkların teoriye dışarıdan ithal edilmesi
-* Gravitasyon kuvveti SM içine hala dahil edilebilmiş değildir.
-* vb..
-== SM ötesi modeller ==
+== Standart Model ötesi modeller ==
-SM'in bahsi geçen sorunlarını çözmek için yuksek enerjilerde geçerli olacak ve düşük enerji değerlerinde SM'e dönüşen yeni modeller ortaya atılmıştır, Bunlardan birkaçı aşağıdadır.
+Standart Model'in bahsi geçen sorunlarını çözmek için yüksek enerjilerde geçerli olacak ve düşük enerji değerlerinde Standart Model'e dönüşen yeni modeller ortaya atılmıştır. Bunlardan birkaçı aşağıdadır:
 * [[Süpersimetri]]
-* [[BBT]]ler (Büyük birleşim Teorileri)
+* [[Büyük Birleşik Kuram|BBT'ler]] (Büyük birleşim teorileri)
 * [[Ek boyut]]lar
-* [[Küçük Higgs]] Modelleri
+* [[Küçük Higgs|Küçük Higgs modelleri]]
 * [[Teknirenk]]
-== Dış bağlantılar ==
+== Kaynakça ==
+{{kaynakça}}
-* [http://public.web.cern.ch/Public/Content/Chapters/AboutCERN/WhatIsCERN/WhatIsCERN-en.html CERN hakkında]
+== Dış bağlantılar ==
-[[Kategori:Standart model|*]]
+* [https://web.archive.org/web/20070217083510/http://public.web.cern.ch/public/Content/Chapters/AboutCERN/WhatIsCERN/WhatIsCERN-en.html CERN hakkında]
+{{Otorite kontrolü}}
+[[Kategori:Standart Model| ]]
-[[ar:نظرية النموذج العياري]]
-[[ca:Model estàndard (Física)]]
-[[da:Standardmodellen]]
-[[de:Standardmodell]]
-[[es:Modelo estándar de física de partículas]]
-[[en:Standard Model]]
-[[fr:Modèle standard (physique)]]
-[[ko:표준 모형]]
-[[id:Model Standar]]
-[[it:Modello standard (fisica)]]
-[[he:המודל הסטנדרטי]]
-[[hu:Standard modell]]
-[[nl:Standaardmodel]]
-[[ja:標準模型]]
-[[no:Standardmodellen]]
-[[pl:Model Standardowy]]
-[[pt:Modelo padrão]]
-[[ru:Стандартная модель]]
-[[simple:Standard Model]]
-[[sk:Štandardný model]]
-[[sl:Standardni model]]
-[[fi:Hiukkasfysiikan standardimalli]]
-[[sv:Standardmodellen]]
-[[vi:Mô hình chuẩn]]
-[[zh:标准模型理论]]