Parçacık Grupları > Kuark Grupları > Baryonlar Ve Mezonlar

Pionun karşıt parçacığı (π-) ise, pionu oluşturan temel parçacıkların karşıtlarından, yani bir aşağı kuark ile bir yukarı karşıtkuarktan (a-yk) oluşuyor Aşağı kuarkın elektrik yükü -1/3, yukarı karşıt kuarkınki -2/3 olduğundan, karşıt pionun toplam veya net yükü -1 oluyor Aşağı kuark ile yukarı karşıtkuarkın renk yükleri birbirinin karşıtı olduğundan, renk yükü nötür Spin ise, bileşimdeki iki parçacığın ½ olan spinleri zıt yönlerde eşleştiklerinden, keza 0 oluyor

Mezonlar bir temel parçacıkla bir karşıt parçacıktan oluştuklarından dolayı, genelde çok kararsızdır ve hızla diğer parçacıklara bozunurlar Ancak, bir garip ve yukarı karşıtkuarktan (g-yk) oluşan kaon (K-) mezonu, bu açıdan bir istisna oluşturuyor ve diğer mezonlardan çok daha uzun bir ömre sahip Bu yüzden bir bakıma 'garip' davranıyor ve 'garip kuark'a adını veren de kaonun bu özelliği

Baryonlarla mezonlar birlikte, 'hadronlar' olarak anılıyor Aynı kuark bileşimi, uyarılmış farklı enerji durumlarında olabiliyor ve yandaki şekilde görüldüğü gibi; çok kısa ömürlü, daha ağır parçacıklara vücut verebiliyor

Bazı mezonlar, örneğin ηc mezonunu oluşturan ikilisinde olduğu gibi, birbirinin karşıtı olan kuarklardan oluşuyor Bu durumda mezon, kendi kendisinin karşıt parçacığı oluyor
Üstteki şekil baryon ve mezon ailelerini temsil ediyor Baryonların üst kısmını oluşturan altıgenin ortasında iki baryon daha var Nötron ve protonu içeren bu 8'li ailenin üyeleri için spin 1/2 iken, alttaki 10'lu baryon ailesinin üyeleri 3/2 spine sahip Mezonlar için benzer şekilde, üstteki 8'li aile için spin 0, alttaki 10'lu aile için ise 1 Türk kuramsal fizikçisi Feza Gürsey'in, İtalyan meslektaşı L Radicati ile birlikte önerdikleri SU(6) grup simetrisi bu spin değerlerini doğal bir şekilde açıkladığı gibi, örneğin 8 ve 10'lu baryon ailelerini bir süperaile içinde başarıyla birleştirerek, deneylerle de kanıtlanan birçok yeni ilişki ortaya koyuyor

Bu aşamada dikkat edilecek olursa; baryon veya mezon aileleri farklı spin değerleri alabilirken, elektrik yükleri hep e'nin tamsayı katları oluyor Renk yükü ise, hepsinde nötür Bu son husus, yani renk yükünün nötür olması, aslında gözlemlenen bütün parçacıklar için geçerli Yani gözlemlenebilir parçacıkların hepsinin nötür renk yüküne sahip bulunması veya nötürden başka renk yükününün 'gözlenemez' olması gerekiyor Hatta, hadronun kütlesinin %98'den fazlası, kuarkların bu enerjisinden oluşuyor
Nasıl oluyor da kaçamıyorlar?
Bu durum kuarkların; oluşturdukları parçacıkların içinde, diğer kuarklarla birlikte hapis olmalarından, yalnız başlarına dışarı çıkamamalarından kaynaklanıyor Halbuki, örneğin nötron veya proton gibi bir hadronun içindeki kuarklar, çok yüksek potansiyel ve kinetik enerjilere sahipler

Çünkü; nötron veya proton gibi bir hadronun içindeki kuarklar, sürekli gluon alışverişinde bulunuyorlar ve bu alışveriş, aralarında çok şiddetli bir güçlü kuvvet çekimine yol açıyor

Kuarklardan biri diğerlerinden uzaklaşmaya kalkıştığında, diğerleriyle arasındaki güçlü kuvvet alanı, tıpkı lastik bir bant gibi geriliyor Aradaki uzaklık arttıkça, kuvvet alanında, giderek artan miktarda potansiyel enerji birikiyor ve bu birikim belli bir düzeye ulaştığında; güçlü kuvvet alanının koparak, bir kuarkla bunun kaşıtından oluşan yeni bir kuark çiftine vücut vermesi, enerji açısından daha ekonomik oluyor Çünkü alanda depolanmış olan potansiyel enerjinin bir kısmı, yeni kuarkların kütlelerine dönüşüyor ve böylelikle, aşırı gerilmiş olan güçlü kuvvet alanı, önceki durumuna göre rahatlıyor Bu süreç sırasında enerji korunuyor ve sonunda, her iki kuarkın da yanında, birer başka kuark belirmiş olduğundan; kuarklar asla tek başlarına kalamıyor ve dolayısıyla, herhangi birinin taşıdığı renk yükü, yalın olarak gözlenemiyor

Buna karşılık, güçlü kuvvet kuarklar birbirine yaklaştıkça zayıflayarak bildiğimiz 1/r2 kuvvetinden çok farklı davranıyor ve Gürsey-Radicati SU(6) simetisinin altında da zaten, güçlü kuvvetin bu garip özelliği yatıyor

Bu durum, kuarkların tek başlarına bulunamamalarını gerektirdiği gibi; bir araya gelip parçacık oluşturan kuark gruplarının da, toplam renk yükü sıfır olan sistemlerle sınırlı kalmasını gerektiriyor Örneğin nötür renk yükü ancak; ya üç farklı renk yükünün bir araya gelmesiyle, ya da herhangi bir renkle karşıtının birbirini nötürlemesiyle mümkün olabiliyor Bu gruplaşmalar gördüğümüz gibi, baryonlarla mezonlara vücut veriyor Fakat Standart Model, toplam renk yükü sıfır olduğu sürece, daha kalabalık kuark gruplarına da izin veriyor; örneğin 4'lü, 5'li ve hatta daha fazla sayıda kuark barındıran grupların varlığını mümkün kılıyor Nitekim 2003 yılında, dörtlü ve beşli kuark sistemleri (tetrakuark ve pentakuark) gözlemlenmiş durumda Fakat toplam renk yükünün nötürlüğünü sağlayamayan; örneğin k, k-k, k-k-kk ve pek çok diğer kuark kombinasyonuna sahip parçacık, doğada görülmüyor

Peki; kuarklar üçlü diziler halinde baryonları, ikililer halinde mezonları, dolayısıyla tüm hadronları oluşturuyor:
Da leptonlar ne işe yarıyor?