Elementar hissəciklər və ya fundamental hissəciklər — hissəciklər fizikasında bölünməz hesab edilən hissəciklər. Məsələn, foton, kvark. Bu hissəciklər materiyanın və qarşılıqlı təsirlərin kərpicləri hesab olunur. Yaxın zamanlara qədər proton və atom elementar hissəcik hesab edilirdi. Elementar və fundamental sözləri bu termin üçün qarşılıqlı əvəzləyici kimi işlənir. [1] [2]
Elementar hissəciklər materiya daşıyıcısı və qarşılıqlı təsir daşıyıcısı kimi iki qrupa bölünürlər:
Fermionlar və bosonlar bir birindən davranışları ilə fərqlənirlər. Fermionlar kəsirlə ifadə olunan spinə, Bosonlar tam ədədli spinə malikdirlər. Volfqanq Paulinin 1925-ci ildə təklif etdiyi istisna prinsipinə görə iki fermion eyni kvant vəziyyətində ola bilməz. Bosonlar üçün belə məhdudiyyət yoxdur. [3]
Fermionlar 1⁄2 spinə malik, Fermi—Dirak statistikasına tabe olan hissəciklərdir. Bu hissəciklər italyan mənşəli Amerikalı fizik Enriko Ferminin şərəfinə adlandırılmışlar. [4] Fermionlar iki qrupdan ibarətdir:
Kvarklar atomun nüvəsini təşkil edən protonun və neytronun tərkib hissələridir. Atomun nüvəsinin ətrafında fırlanan elektron isə leptondur. Beləliklə ətrafda gördüyümüz hər şey iki növ kvarkdan (yuxarı kvark, aşağı kvark) və bir leptondan (elektron) yaranmışdır. Bunlar birinci nəsil fermionlardır.
Nəsil anlayışı hissəciklər fizikasında fermionları xüsusiyyətlərinə görə qruplaşdırmaq üçün işlənir. Fermionların üç nəsli məlumdur. Bir nəsil qrupuna daxil olan fermionlar digər nəsil qrupundakı fermionlardan ancaq kütlələri ilə fərqlənirlər.
Hissəciklərin kütləsi elektron volt (eV) enerji vahidi vasitəsilə ifadə olunur. 1 eV= 1.602*10−19 coul (joule)
Ölçü vahidi çox kiçik olduğu üçün çox vaxt MeV (milyon elektron volt, M — yunan meqa — 106) və GeV (milyard elektron volt, G — yunan giqa — 109) ilə əvəz edilir.[3]
Kütlə üçün E =mc2 formulundan alınan m=E/c2 formulu üzrə eV/c2 vahidi işlənir.
| Leptonlar | Kvarklar | |||||||||||
| Ad | Simvol | Kütlə | Yük | Spin | Ad | Simvol | Kütlə | Yük | Spin | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Birinci nəsil | ||||||||||||
| elektron | e | 0.511 MeV/c2 | −1 | 1⁄2 | yuxarı (up) | u | 1.7 - 3.1 MeV/c2 | +2⁄3 | 1⁄2 | |||
| elektron neytrino | νe | <3*10−6 MeV/c2 | 0 | 1⁄2 | aşağı (down) | d | 4.1 - 5.7 MeV/c2 | −1⁄3 | 1⁄2 | |||
| İkinci nəsil | ||||||||||||
| myuon | μ | 105.658 MeV/c2 | −1 | 1⁄2 | ovsun (charm) | c | 1.29 GeV/c2 | +2⁄3 | 1⁄2 | |||
| myuon neytrino | νμ | * | 0 | 1⁄2 | qəribə (strange) | s | 104 MeV/c2 | −1⁄3 | 1⁄2 | |||
| Üçüncü nəsil | ||||||||||||
| tau | τ | 1777 MeV/c2 | −1 | 1⁄2 | üst (top) | t | 172.9 GeV/c2 | +2⁄3 | 1⁄2 | |||
| tau neytrino | ντ | * | 0 | 1⁄2 | alt (bottom) | b | 4.19 GeV/c2 | −1⁄3 | 1⁄2 | |||
Leptonlar bir birilə elektromaqnetik təsir və zəif qarşılıqlı təsir vasitəsilə əlaqə qururlar. Kvarklar bir birilə elektromaqnetik təsir, zəif qarşılıqlı təsir, həm də güclü qarşılıqlı təsir vasitəsilə əlaqə qururlar. [5]
Bosonlar tam ədədli spinə malik, Bose—Eynşteyn statistikasına tabe olan hissəciklərdir. Bu hissəciklər benqal mənşəli Hindistanlı fizik Satyendranat Bosenin şərəfinə adlandırılmışlar. Bosonların ən geniş tanınan nümayəndəsi elektromaqnetik qüvvə daşıyıcısı və işıq hissəciyi olan fotondur. [6]
| Ad | Kütlə | Yük | Spin |
|---|---|---|---|
| Foton γ | 0 | 0 | 1 |
| W— | 80.4 GeV/c2 | -1 | 1 |
| W+ | 80.4 GeV/c2 | 1 | 1 |
| Z | 91.187 GeV/c2 | 0 | 1 |
| Qluon g | 0 | 0 | 1 |
| Hiqs bozonu H | 126 GeV/c2 | 0 | 0 |
Foton elektromaqnetik təsir daşıyıcısıdır və işıq hissəciyidir. W—, W+ və Z bosonlar zəif qüvvə daşıyıcılarıdır və nüvə parçalanmasında rol oynayırlar. Qluonlar güclü qarşılıqlı təsir daşıyıcılarıdır. Onlar mezonlarda və baryonlarda kvarkları birləşdirən yapışqan (ingilis: glue — yapışqan) rolunu oynayırlar. [3]
Hiqqs bosonu (Higgs boson) və ya hiqqs hissəciyi mövcudiyyəti təxmin edilən, lakin hələ kəşf edilməmiş hissəcikdir. [7] Hissəcik Britaniyalı fizik Piter Hiqsin (Peter Ware Higgs ) şərəfinə adlandırılmışdır. Hiqs bosonu Hiqs sahəsinə aid hissəcikdir. Ehtimala görə Hiqs sahəsi bu sahədən keçən hissəciklərə kütlə verir. Beləliklə Hiqs bosonu öz növbəsində başqa hissəciklərə kütlə verən hissəcik heasb olunur. Bu hissəcik xüsusiyyətlərinə görə digər bosonlardan fərqlənir. İndiyə qədər aparılmış tədqiqatlar düşünməyə əsas verir ki, hiqs bosonunun kütləsi var, və o 0 spinə malikdır. [1]