Kuark nedir?

20. yüzyılın başlarından itibaren fizik dünyasında adından söz ettirmeye başlayan “kuark” kavramı, daha önceki yıllarda maddenin en küçük ve “bölünemeyen” parçacığı olarak kabul edilen atomla ilgili tüm bilgileri değiştirmiştir. Standart Model olarak kabul edilen ve bilim dünyasından sayısız ismin gelişmesi için katkıda bulunduğu madde modelleme sistemi, kuarkların keşfi ile tamamen yeni baştan yorumlanmıştır. Günümüzün modern fiziğinde kuark, maddenin temel bileşeni olarak kabul edilen “temel parçacıklar” olarak tanımlanır. Maddenin en küçük yapı taşı olan kuarklar birleşerek “hadronları” yani bileşik parçacıklarını oluşturur.

Son yıllarda medyanın popüler bir unsur haline getirdiği Cern Deneyi, maddenin temel yapı taşları olan kuarklardan biri olan Higgs parçacığının yapısı ve davranışları üzerinedir. İnsanların bilim dünyasının bu en önemli meselesine daha fazla ilgi göstermesi tarafından ABD’li bir editör tarafından ortaya çıkartılan “Tanrı Parçacığı” tabiri de, kuarklardan biri ve maddeye kütlesini kazandırdığı için belki de en önemlisi olan Higgs parçacığının popüler kültürdeki adıdır. Bileşik parçacıklarının en kararlı olanları ve insanlar tarafından en çok bilinenleri şüphesiz atom çekirdeğini oluşturan nötronlar ve protonlardır.

Nötron ve protonların dışında atom altı seviyelerde başka parçacıkların da bulunduğunun ortaya çıkması üzerine fizik dünyası yeni bir döneme girmiş ve gelişen araştırmalar sayesinde insanlık tarihinin en büyük deneyi olarak isimlendirilen Cern Deneyi yapılmıştır. “Renk Hapsi” olarak tanımlanan bir fizik olgusu nedeniyle atom altı seviyedeki kuarklar asla yalnız şekilde gözlemlenemez ve hadron adı verilen parçacıklar şeklinde bulunabilir. Kuarkların bu temel özelliği bilimadamlarının kuarklar hakkındaki tüm bilgilerini, hadronları izleyerek elde etmesine neden olmuştur.

• Kuark çeşitleri

Fizik biliminin en önemli konularından biri haline gelen atom altı parçacıkların incelenmesi sonucunda, toplamda altı farklı tipte kuark olduğu bulunmuştur. Yukarı, aşağı, alt, üst, tılsım ve acayip olarak isimlendirilen bu kuarklar, farklı kütlesel özelliklere sahiptir. Yukarı ve aşağı kuarklar olarak isimlendirilen atom altı parçacıklar en düşük kütleye sahip olan parçacıklardır. Parçacık bozulması olarak adlandırılan olay sonucunda ağır kuarklar yukarı ve aşağı kuarklara dönüşürler ki, bu durumda evrende en yaygın şekilde bu iki kuarkın bulunmasına neden olur. Cern Deneyi’nde gözlemlenmeye çalışan Higgs parçacığı gibi diğer kuark çeşitleri ise çok daha yüksek enerji seviyelerinde gerçekleşen olaylar sonucunda açığa çıkar. Örneğin; kozmik ışımalar gibi yüksek enerji seviyelerine çıkılan olaylarda tılsım, acayip, üst ve alt kuarklar oluşabilmektedir.