Parçacık

Fiziksel bilimlerde parçacık çeşitli hacim ya da kütle gibi fiziksel ya da kimyasal özellikler yüklenmiş küçük yerelleştirilmiş nesnedir. Çeşitli bilimsel alanlarda kelimenin anlamı isteğe bağlı değiştirilmiştir. parçacıklardan oluşan bir şey partiküler olarak atfedilebilir. her ne kadar bu terim genellikle bağlantısız parçacıkların bir süspansiyonu yerine kullanılsa da, bağlı bir partikül toplama ifade etmek için kullanılır. Nesnelerin parçacık olup olmadığı ölçek bağlamına bağlı olarak düşünülebilir. Eğer nesnenin kendi ölçüsü küçük ya da ihmal edilebilir ise ya da eğer geometrik özellikleri ve yapısı düzensiz ise nesne parçacık olarak düşünülebilir. Örneğin kumsaldaki bir kum tanesi parçacık olarak düşünülebilir çünkü bir kum tanesinin büyüklüğü (~ 1mm) kumsala kıyasla ihmal edilebilir ve tek tek kum tanelerinin özellikleri genellikle eldeki sorunla alakasız olurlar. Eğer bir bukminsterflere molekülüyle kıyaslanırsa kum taneleri parçacık olarak düşünülemez.(~1 nm)

Kavramsal özellikler

Parçacıklar çok sık nokta olarak temsil edilmektedirler.Bu şekil gaz içindeki atom hareketlerini, kalabalıktaki insanları veya gece gökyüzündeki yıldızları temsil eder.

Bazı olguların işleyişi karmaşık olduğu için doğayı modellerken parçacıkların kavramı özellikle yararlıdır. İlgili süreç hakkında basitleştirilmiş varsayımlar yapılabilir. Francis Sears ve Mark Zemansky, Fizik Üniversitesi, havaya atılan bir beyzbol topunun hızı ve iniş yerini hesaplama hakkında örnek verdiler. Önce katı pürüzsüz bir küre olarak idealleştirerek daha sonra rotasyon kaldırma kuvveti ve sürtünmeyi ihmal ederek sonunda klasik bir nokta parçacığının balistik problemini azaltarak beyzbolun çoğu özelliğini çıkardılar. Çok sayıdaki parçacıkların işleyişi istatistiksel fiziğin alanıdır. Çok küçük ölçekli bağlamları çalışırken, kuantum mekaniği önemlidir ve kutu parçacık modelinde gösterilen dalga-parçacık ikiliği veya parçacıklar ister aynı ister ayrı kabul edilebilir gibi teorik düşünceler dahil birçok olguya yol açar.

Boyut

Galaksiler o kadar büyüktürler ki yıldızlar onlara göre parçacık olarak düşünülebilir.

‘’Parçacık’' terimi genellikle farklı boyutlarda üç sınıfta uygulanır. Makroskobik parçacık terimi genellikle atomlar ve moleküllerden daha büyük parçacıklarla ilgilidir. Hacim, yapı, şekil vb. sahip olsalar bile bunlar genellikle nokta-benzeri parçacıklar olarak soyutlanmışlardır. Makroskobik parçacıklara toz, kum, araba kazasındaki enkaz parçaları hatta galaksideki yıldızlar kadar büyük parçacıklar örnek olarak verilebilir. Başka bir tip mikroskobik parçacıklar genellikle atomdan moleküllere değişen boyuttaki parçacıklar anlamına gelir örneğin karbondioksit, nanopartikülleri, kolloidal parçacıklar. En küçük olan atom altı parçacıkları atomlardan da küçük oldukları anlamına gelirler. Sadece parçacık hızlandırıcılar veya kozmik ışınlar üreten diğer parçacıkların yanı sıra bunlar proton, nötron, elektron gibi atom bileşenleri içerirler.

Bileşim

Bir proton üç kuarktan oluşur.

Parçacıklar bileşenlerine göre de sınıflandırılabilirler. Kompozit parçacıklar diğer parçacıklardan yapılmış parçacık bileşimine denir. Örneğin karbon-14 atomu altı proton sekiz nötron ve altı elektrondan oluşur. Aksine temel parçacıklar (ya da ana parçacıklar) başka parçacıklardan oluşmazlar. Dünyamızın yeni anlayışına göre, bunlardan çok az sayıda vardır örneğin leptonlar, kuarklar, gluonlar. Ancak, bunları olduğu kadar açmak mümkün olabilir ve sadece bir an için temel olarak görülebilirler. Kompozit parçacıklar sıklıkla nokta parçacık olarak kabul edilseler de, temel parçacıklar kesindir.

Kararlılık

Hem temel (müonlar) hem kompozit parçacıklar (sigma baryonlar) parçacık ayrışmasına uğrarlar diye bilinirler. Bunlar kararlı parçacıklar olarak adlandırılmazlar örneğin elektron, helyum-4çekirdegi. Kararlı parçacıkların yaşam süresi sonsuz olabilir veya ayrışmayı gözlemleme girişimlerini engelleyecek kadar uzun süreli olabilir. Sonraki durumda bu parçacıklar gözlemsel olarak kararlı olarak adlandırılır. Genellikle parçacıklar yüksek enerjiden düşük enerji ye doğru bazı formlarda radyasyon yayarak ayrışırlar örneğin fotonların yayılması.

N-body simülasyonu

Hesaplamalı fizik olarak, N-body simülasyonları (ayrıca N-parçacık simülasyonları olarak adlandırılan) yer çekimi gibi belirli koşullar etkisi altında olan parçacıkların dinamik sistemlerin simülasyonlarıdır.Bu simülasyonlar kozmoloji ve hesaplamalı akışkanlar dinamiğinde çok yaygındır. N parçacıkların sayısını ifade eder.Yüksek N simülasyonları daha yoğun hesaplama olduğu gibi, çok sayıda gerçek parçacık içeren sistemler genellikle parçacıkların daha küçük bir sayıya yaklaşık olur ve simülasyon algoritmalarının çeşitli yöntemlerle optimize edilmesi gerekir.

Parçacıkların dağılımı

Kolloidal parçacıkları koloit bileşenleridir.Bir kolloid mikroskopik bir madde boyunca düzgün bir şekilde dağılmış bir maddedir.Bu gibi koloidal sistem katı, sıvı veya gaz olabileceği gibi sürekli ya da dağılmış olabilir.Dağılmış faz parçacıkları yaklaşık 5 ile 200 nanometre arasında bir çapa sahiptirler.Kolloidal sistemler (ayrıca adlandırılan kolloidal solüsyonlar veya kolloidal süspansiyonlar) arayüzü ve kolloid bilim konusudur.

Konuyla ilgili yayınlar

"What is a particle?". University of Florida, Particle Engineering Research Center. 23 Temmuz 2010. 23 Eylül 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 1 Ocak 2015.
D.J. Griffiths (2008). Introduction to Particle Physics. 2nd. Wiley-VCH. ISBN 3-527-40601-8.
M. Alonso, E. J. Finn (1967). "Dynamics of a particle". Fundamental University Physics, Volume 1. Addison-Wesley. LCCN 66010828.
M. Alonso, E. J. Finn (1967). "Dynamics of a system of particles". Fundamental University Physics, Volume 1. Addison-Wesley. LCCN 66010828.