Editing కణ భౌతికశాస్త్రం

[[File:Standard_Model_of_Elementary_Particles_Anti.svg|link=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Standard_Model_of_Elementary_Particles_Anti.svg|కుడి|thumb|350x350px|సాధారణ భౌతిక శాస్త్ర నమూనాలో కణాలు ]]
'''కణ భౌతికశాస్త్రం''' (ఆంగ్లం: '''Particle Physics''') అంటే [[పదార్థము]]లోనూ, [[వికిరణం]] (''Radiation'') లోనూ కనిపించే అతి సూక్ష్మమైన కణాలు, వాటి గుణగణాలను అధ్యయనం చేసే [[భౌతిక శాస్త్రం|భౌతికశాస్త్ర]] విభాగం. ఇక్కడ కణాలు అంటే విభజించడానికి వీలులేని అత్యంత సూక్ష్మమైన కణాలు లేదా ప్రాథమిక కణాలు (''elementary particles'') అని అర్థం. వీటి ప్రవర్తనకు కారణమయ్యే ప్రాథమిక చర్యల గురించి ఈ శాస్త్రంలో అధ్యయనం చేస్తారు. ప్రస్తుతం శాస్త్రజ్ఞుల అర్థం చేసుకున్నదాని ప్రకారం ఈ ప్రాథమిక కణాలు, [[క్వాంటం ఫీల్డ్స్]] (''Quantum fields'') ఉత్తేజం పొందినపుడు ఏర్పడి దానికనుగుణంగా ప్రవర్తిస్తాయి. ప్రామాణిక నమూనా (''Standard Model'') అనే ప్రభలమైన సిద్ధాంతం ప్రస్తుతం ఈ విషయాలను వివరించగలుగుతుంది. శాస్త్రజ్ఞులంతా ఈ సిద్ధాంతాన్ని వ్యాప్తి చేసేందుకు పరిశోధనలు చేస్తున్నారు. ఉదాహరణకు ఇటీవలే కనుగొన్న [[హిగ్స్ బోసాన్]] నుంచి ఎప్పటి నుంచో ఉన్న [[గురుత్వాకర్షణ]] శక్తి వరకు ఇందులో పరిశోధనాంశాలు.<ref>{{cite web|url=http://home.web.cern.ch/topics/higgs-boson|title=The Higgs boson - CERN|publisher=}}</ref><ref>https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2013/advanced-physicsprize2013.pdf</ref>

== చరిత్ర ==
సృష్టిలో కనిపించే ప్రతి పదార్థం విభజించడానికి వీలులేని అతి సూక్ష్మమైన కణాలచే నిర్మించబడి ఉందనే భావన క్రీ.పూ 6 వ శతాబ్దం నుంచే ప్రాచుర్యంలో ఉంది.<ref>{{cite web |url=http://novelresearchinstitute.org/library/PhysNuclphys196p.pdf |title=Fundamentals of Physics and Nuclear Physics |format=PDF |date= |url-status=dead |df=dmy-all |access-date=24 నవంబరు 2017 |archive-date=2 అక్టోబరు 2012 |archive-url=https://web.archive.org/web/20121002214053/http://novelresearchinstitute.org/library/PhysNuclphys196p.pdf }}</ref> 19వ శతాబ్దంలో [[జాన్‌ డాల్టన్]] అనే శాస్త్రవేత్త ''[[స్టాయికియోమెట్రీ]]'' అనే విషయంపై పరిశోధన చేస్తూ ప్రకృతి మొత్తం ఒకే రకమైన కణాలతో నిర్మితమై ఉంటుందని పేర్కొన్నాడు.<ref>{{cite web |url=http://sciexplorer.blogspot.com/2012/05/quasiparticles.html |title=Scientific Explorer: Quasiparticles |publisher=Sciexplorer.blogspot.com |date=22 May 2012 |accessdate=21 July 2012 |website= |archive-url=https://web.archive.org/web/20130419032637/http://sciexplorer.blogspot.com/2012/05/quasiparticles.html |archive-date=19 ఏప్రిల్ 2013 |url-status=dead }}</ref> [[పరమాణువు]] (''ఆటమ్'') అనే పదానికి గ్రీకులో ''విభజించడానికి వీలులేని'' అని అర్థం ఉంది. రసాయన శాస్త్రజ్ఞులు చాలా రోజుల వరకు పరమాణువులనే అత్యంత చిన్న కణాలుగా భావిస్తూ వచ్చారు. కానీ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు మాత్రం వీటి కన్నా సూక్ష్మమైన [[ఎలక్ట్రాన్|ఎలక్ట్రాన్ల]] లాంటి కణాలు ఉన్నాయని కనుగొన్నారు.

'''కణ భౌతిక శాస్త్రం''' (Particle physics) లేదా '''అధిక శక్తి భౌతిక శాస్త్రం''' (high-energy physics) అనేది [[Matter|పదార్థం]], [[Radiation|వికిరణం]] ఏర్పడటానికి కారణమైన ప్రాథమిక కణాలు ([[Elementary particle|fundamental particles]]), వాటి మధ్య ఉండే బలాలు ([[Fundamental interaction|forces]]) గురించి చదివే శాస్త్రం. ఈ విభాగం ప్రాథమిక కణాల కలయిక వల్ల ఏర్పడే [[Protons|ప్రోటాన్లు]], [[Neutrons|న్యూట్రాన్ల]] స్థాయి వరకు అధ్యయనం చేస్తుంది. అయితే, ప్రోటాన్లు మరియు న్యూట్రాన్ల కలయిక గురించి చదివే శాస్త్రాన్ని [[Nuclear physics|కేంద్రక భౌతిక శాస్త్రం]] అని పిలుస్తారు.

విశ్వంలోని ప్రాథమిక కణాలను [[Standard Model|ప్రామాణిక నమూనా]] (Standard Model) ప్రకారం రెండు రకాలుగా విభజించారు. అవి: [[Fermion|ఫెర్మియాన్లు]] (పదార్థ కణాలు), [[Boson|బోసాన్లు]] (బలాన్ని మోసే కణాలు). ఫెర్మియాన్లలో మూడు తరాలు ఉంటాయి. మనం చూసే సాధారణ పదార్థం కేవలం మొదటి తరం ఫెర్మియాన్లతోనే తయారవుతుంది. ఈ మొదటి తరంలో [[Up quark|అప్ క్వార్కులు]], [[Down quark|డౌన్ క్వార్కులు]] (ఇవి ప్రోటాన్లు, న్యూట్రాన్లను ఏర్పరుస్తాయి), మరియు [[Electron|ఎలక్ట్రాన్లు]], [[Electron neutrino|ఎలక్ట్రాన్ న్యూట్రినోలు]] ఉంటాయి. బోసాన్ల ద్వారా పనిచేసే మూడు ముఖ్యమైన ప్రాథమిక బలాలు: [[Electromagnetism|విద్యుదయస్కాంతత్వం]], [[Weak interaction|దుర్బల బలం]] (weak interaction), మరియు [[Strong interaction|ప్రబల బలం]] (strong interaction).

[[Quark|క్వార్కులు]] కలిసి [[Hadron|హ్యాడ్రాన్లను]] ఏర్పరుస్తాయి, కానీ ఇవి విడిగా ఉండలేవు. బేసి సంఖ్యలో క్వార్కులు ఉన్న హ్యాడ్రాన్లను [[Baryon|బేరియాన్లు]] అని, సరి సంఖ్యలో క్వార్కులు ఉన్న వాటిని [[Meson|మెసాన్లు]] అని అంటారు. మన చుట్టూ ఉన్న పదార్థం బరువులో ఎక్కువ భాగం ప్రోటాన్లు, న్యూట్రాన్లు అనే రెండు బేరియాన్ల వల్లే ఉంటుంది. మెసాన్లు చాలా తక్కువ కాలం మాత్రమే ఉంటాయి. ఇవి క్వార్కులతో తయారైన కణాలు ఒకదానికొకటి వేగంగా ఢీకొన్నప్పుడు (ఉదాహరణకు [[Cosmic ray|అంతరిక్ష కిరణాల్లోని]] కణాలు) ఏర్పడతాయి. వీటిని [[Particle accelerator|కణ త్వరణ యంత్రాలలో]] (particle accelerators) కూడా తయారు చేయవచ్చు.

ప్రతి కణానికి సమానమైన ద్రవ్యరాశి ([[Mass|mass]]) ఉండి, వ్యతిరేక విద్యుత్ ఆవేశం ([[Electric charge|electric charge]]) ఉండే 'ప్రతికణము' ([[Antiparticle|antiparticle]]) ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, ఎలక్ట్రాన్ యొక్క ప్రతికణము [[Positron|పాజిట్రాన్]]. ఎలక్ట్రాన్‌కు ప్రతికూల (-) ఆవేశం ఉంటే, పాజిట్రాన్‌కు అనుకూల (+) ఆవేశం ఉంటుంది. ఈ ప్రతికణాలన్నీ కలిసి [[Antimatter|ప్రతి-పదార్థాన్ని]] (antimatter) ఏర్పరుస్తాయి. [[Photon|ఫోటాన్]] వంటి కొన్ని కణాలు తమకు తామే ప్రతికణాలుగా ఉంటాయి.

ఈ ప్రాథమిక కణాలు క్వాంటం క్షేత్రాల ([[Field (physics)#Quantum fields|quantum fields]]) నుండి పుడతాయి. ఈ కణాలు మరియు వాటి మధ్య జరిగే చర్యలను వివరించే ప్రధాన సిద్ధాంతాన్ని [[Standard Model|ప్రామాణిక నమూనా]] అంటారు. ప్రస్తుత కణ భౌతిక శాస్త్రానికి గురుత్వాకర్షణ శక్తిని ([[Quantum gravity|gravity]]) జోడించడం ఇంకా సాధ్యం కాలేదు. దీని కోసం [[Loop quantum gravity|లూప్ క్వాంటం గ్రావిటీ]], [[String theory|స్ట్రింగ్ థియరీ]], మరియు [[Supersymmetry|సూపర్ సిమెట్రీ]] వంటి అనేక సిద్ధాంతాలు ప్రయత్నిస్తున్నాయి.

ప్రయోగాత్మక కణ భౌతిక శాస్త్రం (Experimental particle physics) [[Radioactive decay|రేడియోధార్మిక]] ప్రక్రియల్లో మరియు [[Large Hadron Collider|లార్జ్ హ్యాడ్రాన్ కొలైడర్]] వంటి యంత్రాల్లో ఈ కణాలను పరిశీలిస్తుంది. సిద్ధాంతపరమైన కణ భౌతిక శాస్త్రం (Theoretical particle physics) ఈ కణాలను [[Cosmology|విశ్వ విజ్ఞానం]] మరియు [[Quantum mechanics|క్వాంటం మెకానిక్స్]] పరంగా అధ్యయనం చేస్తుంది. ఈ రెండూ ఒకదానిపై ఒకటి ఆధారపడి ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, [[Higgs boson|హిగ్స్ బోసాన్]] ఉనికిని ముందుగా సిద్ధాంతం ద్వారా ఊహించారు, ఆ తర్వాతే ప్రయోగాల ద్వారా నిరూపించారు.

== చరిత్ర ==

[[File:Rutherford_Scattering.svg|alt=see caption|thumb|[[Geiger–Marsden experiments|గీగర్-మార్స్‌డెన్ ప్రయోగం]]లో ఆల్ఫా కణాలు బంగారు రేకును ఢీకొన్నప్పుడు కొన్ని కణాలు వెనక్కి మళ్లడాన్ని గమనించారు.]]
పదార్థం అంతా చిన్న కణాలతో తయారైందనే ఆలోచన క్రీస్తుపూర్వం 6వ శతాబ్దం నుండే ఉంది.{{cite web |title=Fundamentals of Physics and Nuclear Physics |url=http://novelresearchinstitute.org/library/PhysNuclphys196p.pdf |url-status=usurped |archive-url=https://web.archive.org/web/20121002214053/http://novelresearchinstitute.org/library/PhysNuclphys196p.pdf |archive-date=2 October 2012 |access-date=21 July 2012}} 19వ శతాబ్దంలో [[John Dalton|జాన్ డాల్టన్]] తన పరిశోధనల ద్వారా ప్రకృతిలోని ప్రతి మూలకం ఒక ప్రత్యేక రకమైన కణంతో తయారవుతుందని చెప్పారు.{{cite journal |title=John Dalton and the London Atomists |year=2014 |pmc=4213434 |last1=Grossman |first1=M. I. |journal=Notes and Records of the Royal Society of London |volume=68 |issue=4 |pages=339–356 |doi=10.1098/rsnr.2014.0025 }} గ్రీకు భాషలో 'అటొమోస్' (indivisible) అంటే విభజించడానికి వీలులేనిది అని అర్థం. దీని నుండే [[Atom|పరమాణువు]] (Atom) అనే పదం వచ్చింది. మొదట్లో పరమాణువే అతి చిన్న కణం అని అనుకున్నారు, కానీ తర్వాత శాస్త్రవేత్తలు ఎలక్ట్రాన్ వంటి ఇంకా చిన్న కణాలు అందులో ఉన్నాయని కనుగొన్నారు. 20వ శతాబ్దపు ఆరంభంలో జరిగిన పరిశోధనలు 1939లో [[Lise Meitner|లిస్ మీట్నర్]] ద్వారా [[Nuclear fission|కేంద్రక విచ్ఛిత్తి]] (nuclear fission) మరియు అదే ఏడాది [[Hans Bethe|హన్స్ బేతే]] ద్వారా [[Nuclear fusion|కేంద్రక సంలీనం]] (nuclear fusion) నిరూపణకు దారితీశాయి. ఈ ఆవిష్కరణలే అణు బాంబుల తయారీకి కారణమయ్యాయి. 1947లో హన్స్ బేతే చేసిన లెక్కలు ఆధునిక కణ భౌతిక శాస్త్రానికి పునాది వేశాయి.{{Cite book |last1=Brown |first1=Gerald Edward |url=https://archive.org/details/hansbethehisphys0000unse/page/161 |title=Hans Bethe and His Physics |last2=Lee |first2=Chang-Hwan |date=2006 |publisher=World Scientific Publishing |isbn=978-981-256-609-6 |location=Singapore |page=161}}

1950 మరియు 1960 కాలంలో కణాలను వేగంగా ఢీకొట్టడం ద్వారా చాలా రకాల కొత్త కణాలు బయటపడ్డాయి. దీనిని అప్పట్లో "[[Particle zoo|కణాల జూ]]" (particle zoo) అని పిలిచేవారు. జేమ్స్ క్రోనిన్ మరియు వాల్ ఫిచ్ చేసిన పరిశోధనలు పదార్థం మరియు ప్రతి-పదార్థాల మధ్య సమతుల్యత లేకపోవడంపై కొత్త ప్రశ్నలను లేవనెత్తాయి.{{Cite web |date=2021-03-01 |title=Antimatter |url=https://home.cern/science/physics/antimatter |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20180911042958/https://home.cern/topics/antimatter |archive-date=11 September 2018 |access-date=12 March 2021}} 1970లలో 'ప్రామాణిక నమూనా' (Standard Model) వచ్చిన తర్వాత ఈ కణాలన్నింటినీ క్రమబద్ధీకరించారు. తక్కువ సంఖ్యలో ఉండే ప్రామాణిక కణాల కలయిక వల్లే ఇన్ని కణాలు ఏర్పడుతున్నాయని క్వాంటం ఫీల్డ్ సిద్ధాంతాల ద్వారా వివరించారు. ఇది ఆధునిక కణ భౌతిక శాస్త్రానికి ఆరంభం.{{cite book |last1=Weinberg |first1=Steven |title=The quantum theory of fields |date=1995–2000 |publisher=Cambridge University Press |isbn=978-0-521-67053-1 |location=Cambridge}}{{Cite journal |last=Jaeger |first=Gregg |date=2021 |title=The Elementary Particles of Quantum Fields |journal=Entropy |volume=23 |issue=11 |page=1416 |bibcode=2021Entrp..23.1416J |doi=10.3390/e23111416 |pmc=8623095 |pmid=34828114 |doi-access=free}}

== ప్రామాణిక నమూనా (Standard Model) ==
{{Main|Standard Model}}

ప్రాథమిక కణాల విభజనను వివరించే పద్ధతిని [[Standard Model|ప్రామాణిక నమూనా]] అని అంటారు. క్వార్కుల ఉనికి ప్రయోగపూర్వకంగా నిరూపించబడిన తర్వాత 1970వ దశకంలో దీనికి గుర్తింపు వచ్చింది. ఇది ప్రబల, దుర్బల మరియు విద్యుదయస్కాంత బలాలను వివరించడానికి 'గేజ్ బోసాన్లను' (gauge bosons) ఉపయోగిస్తుంది. ఇందులో ఎనిమిది రకాల [[Gluon|గ్లూవాన్లు]], [[W and Z bosons|W మరియు Z బోసాన్లు]], మరియు [[Photon|ఫోటాన్]] ఉంటాయి.{{cite book |last=Baker |first=Joanne |title=50 quantum physics ideas you really need to know |date=2013 |isbn=978-1-78087-911-6 |publication-place=London |pages=120–123 |oclc=857653602}} ఈ నమూనాలో 24 రకాల ప్రాథమిక ఫెర్మియాన్లు (12 కణాలు, 12 ప్రతికణాలు) ఉంటాయి, ఇవే పదార్థం ఏర్పడటానికి మూలం.{{cite journal |last=Nakamura |first=K. |date=1 July 2010 |title=Review of Particle Physics |journal=Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics |volume=37 |issue=7A |pages=1–708 |bibcode=2010JPhG...37g5021N |doi=10.1088/0954-3899/37/7A/075021 |pmid=10020536 |doi-access=free |hdl-access=free |hdl=10481/34593}} అలాగే ఈ సిద్ధాంతం [[Higgs boson|హిగ్స్ బోసాన్]] అనే కణం ఉంటుందని ముందే చెప్పింది. 2012 జూలై 4న సెర్న్ (CERN) శాస్త్రవేత్తలు హిగ్స్ బోసాన్ వంటి లక్షణాలున్న కణాన్ని కనుగొన్నట్లు ప్రకటించారు.{{cite journal |last=Mann |first=Adam |date=28 March 2013 |title=Newly Discovered Particle Appears to Be Long-Awaited Higgs Boson |url=https://www.wired.com/wiredscience/2012/07/higgs-boson-discovery/ |url-status=live |journal=Wired Science |archive-url=https://web.archive.org/web/20140211212906/http://www.wired.com/wiredscience/2012/07/higgs-boson-discovery/ |archive-date=11 February 2014 |access-date=6 February 2014}}

ప్రస్తుత ప్రామాణిక నమూనాలో 61 ప్రాథమిక కణాలు ఉన్నాయి.{{cite book |last1=Braibant |first1=S. |url=https://books.google.com/books?id=0Pp-f0G9_9sC&q=61+fundamental+particles&pg=PA314 |title=Particles and Fundamental Interactions: An Introduction to Particle Physics |last2=Giacomelli |first2=G. |last3=Spurio |first3=M. |publisher=[[Springer Science+Business Media|Springer]] |year=2009 |isbn=978-94-007-2463-1 |pages=313–314 |access-date=19 October 2020 |archive-url=https://web.archive.org/web/20210415025723/https://books.google.com/books?id=0Pp-f0G9_9sC&q=61+fundamental+particles&pg=PA314 |archive-date=15 April 2021 |url-status=live}} ఈ కణాలు ఒకదానితో ఒకటి కలిసి వందలాది ఇతర కణాలను ఏర్పరుస్తాయి. ఈ నమూనా ఇప్పటివరకు జరిగిన అన్ని ప్రయోగాలకు సరిపోతుంది. కానీ, ఇది ప్రకృతిని పూర్తిగా వివరించలేదని శాస్త్రవేత్తలు నమ్ముతారు (దీనిని [[Theory of Everything|అన్నింటికీ వర్తించే సిద్ధాంతం]] లేదా TOE అని అంటారు). ఇటీవలి కాలంలో [[Neutrino|న్యూట్రినోలకు]] ద్రవ్యరాశి ఉందని కనుగొనడం ఈ నమూనాలో మార్పులు అవసరమని సూచిస్తోంది, ఎందుకంటే ప్రామాణిక నమూనాలో వీటికి బరువు ఉండదు.{{cite web |title=Neutrinos in the Standard Model |url=https://t2k-experiment.org/neutrinos/in-the-standard-model |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20191016010901/https://t2k-experiment.org/neutrinos/in-the-standard-model/ |archive-date=16 October 2019 |access-date=15 October 2019 |publisher=The T2K Collaboration}}

== పరమాణువు లోపలి కణాలు ==
{| class="wikitable" style="float:right; margin-left:1em; background:#FFF;"
|+ ప్రాథమిక కణాలు
|-
!
! scope="col" | [[Generation (particle physics)|రకాలు]]
! scope="col" | [[Generation (particle physics)|తరాలు]]
! scope="col" | [[Antiparticle|ప్రతికణము]]
! scope="col" | [[Color charge|రంగులు]]
! scope="col" | మొత్తం
|-
! scope="row" style="background:#DAF;" | [[Quark|క్వార్కులు]]
| rowspan="2" align="center"| 2
| rowspan="2" align="center"| 3
| align="center"|జత
| align="center"|3
| align="center"|36
|-
! scope="row" style="background:#AF7;" | [[Lepton|లెప్టాన్లు]]
| align="center"|జత
| align="center"|లేవు
| align="center"|12
|-
! scope="row" style="background:#F97;" | [[Gluon|గ్లూవాన్లు]]
|rowspan="5" align="center"|1
|rowspan="5" align="center"|లేవు
| align="center"|సొంతం
| align="center"|[[Gluon#Eight color states|8]]
| align="center"|8
|-
! scope="row" style="background:#F97;" | [[Photon|ఫోటాన్]]
| align="center"|సొంతం
| align="center" rowspan="4"|లేవు
| align="center"|1
|-
! scope="row" style="background:#F97;" | [[W and Z bosons|Z బోసాన్]]
| align="center"|సొంతం
| align="center"|1
|-
! scope="row" style="background:#F97;" | [[W and Z bosons|W బోసాన్]]
| align="center"|జత
| align="center"|2
|-
! scope="row" style="background:#FE7;" | [[Higgs boson|హిగ్స్]]
| align="center"|సొంతం
| align="center"|1
|-
! colspan="5" align="right" ! scope="col" | మొత్తం తెలిసిన ప్రాథమిక కణాలు:
| align="center"|'''61'''
|}
ఆధునిక కణ భౌతిక శాస్త్రం పరమాణువు లోపల ఉండే ఎలక్ట్రాన్లు, ప్రోటాన్లు మరియు న్యూట్రాన్లపై దృష్టి పెడుతుంది. వీటితో పాటు రేడియోధార్మికత వల్ల ఏర్పడే ఫోటాన్లు, న్యూట్రినోలు, [[Muon|మ్యూయాన్లు]] మరియు ఇతర వింత కణాలను కూడా పరిశీలిస్తుంది.{{cite book |last1=Terranova |first1=Francesco |title=A Modern Primer in Particle and Nuclear Physics. |date=2021 |publisher=Oxford Univ. Press |isbn=978-0-19-284524-5}}

కణాల కదలికలు క్వాంటం మెకానిక్స్ ద్వారా నియంత్రించబడతాయి. ఇవి కొన్ని సమయాల్లో కణాలుగా, మరికొన్ని సమయాల్లో తరంగాలుగా ([[Wave–particle duality|ద్వంద్వ స్వభావం]]) ప్రవర్తిస్తాయి. ప్రస్తుత అవగాహన ప్రకారం మళ్ళీ విభజించడానికి వీలులేని కణాలనే 'ప్రాథమిక కణాలు' (elementary particles) అని పిలుస్తారు.

=== క్వార్కులు మరియు లెప్టాన్లు ===
{{Main|Quark|Lepton}}
[[File:Beta_Negative_Decay.svg|thumb|ఒక [[Beta decay|బీటా క్షీణత]] చిత్రం. ఇందులో ఒక న్యూట్రాన్ (udd) ప్రోటాన్ (udu) గా మారుతోంది. 'u' అంటే అప్ క్వార్క్, 'd' అంటే డౌన్ క్వార్క్.]]
సాధారణ పదార్థం మొదటి తరం క్వార్కులు (అప్, డౌన్) మరియు లెప్టాన్లతో (ఎలక్ట్రాన్, ఎలక్ట్రాన్ న్యూట్రినో) తయారవుతుంది.{{cite book |author=Povh |first1=B. |title=Particles and Nuclei: An Introduction to the Physical Concepts |last2=Rith |first2=K. |last3=Scholz |first3=C. |last4=Zetsche |first4=F. |last5=Lavelle |first5=M. |date=2004 |publisher=Springer |isbn=978-3-540-20168-7 |edition=4th |chapter=Part I: Analysis: The building blocks of matter |quote=Ordinary matter is composed entirely of first-generation particles, namely the u and d quarks, plus the electron and its neutrino. |access-date=28 July 2022 |chapter-url=https://books.google.com/books?id=rJe4k8tkq7sC&q=povh+%22building+blocks+of+matter%22&pg=PA9 |archive-url=https://web.archive.org/web/20220422024501/https://books.google.com/books?id=rJe4k8tkq7sC&q=povh+%22building+blocks+of+matter%22&pg=PA9 |archive-date=22 April 2022 |url-status=live}} క్వార్కులు మరియు లెప్టాన్లను కలిపి [[Fermion|ఫెర్మియాన్లు]] అని అంటారు. ఇవి [[Pauli exclusion principle|పౌలీ వివర్జన నియమాన్ని]] పాటిస్తాయి, అంటే ఒకే క్వాంటం స్థితిలో రెండు కణాలు ఉండలేవు.{{cite book |author=Peacock |first=K. A. |url=https://archive.org/details/quantumrevolutio00peac |title=The Quantum Revolution |publisher=[[Greenwood Publishing Group]] |year=2008 |isbn=978-0-313-33448-1 |page=[https://archive.org/details/quantumrevolutio00peac/page/n143 125] |url-access=limited}} క్వార్కులకు భిన్నమైన విద్యుత్ ఆవేశం (-1/3 లేదా 2/3) ఉంటుంది. క్వార్కులకు 'రంగు' (color charge) అనే గుణం ఉంటుంది (ఇది మన కంటికి కనిపించే రంగు కాదు). ఈ రంగుల వల్ల ఏర్పడే బలం కారణంగా క్వార్కులు ఎప్పుడూ విడిగా ఉండలేవు, వీటిని ఎప్పుడూ గుంపులుగానే చూడగలం. దీనిని 'కలర్ కన్ఫైన్‌మెంట్' అంటారు.

మొత్తం మూడు తరాల క్వార్కులు (అప్-డౌన్, స్ట్రేంజ్-చార్మ్, టాప్-బాటమ్) మరియు లెప్టాన్లు (ఎలక్ట్రాన్-న్యూట్రినో, మ్యూయాన్-న్యూట్రినో, టౌ-న్యూట్రినో) ఉన్నాయని మనకు తెలుసు. నాలుగో తరం ఉండే అవకాశం లేదని శాస్త్రవేత్తలు భావిస్తున్నారు.{{cite journal |author=Decamp |first=D. |year=1989 |title=Determination of the number of light neutrino species |url=https://cds.cern.ch/record/201511 |journal=[[Physics Letters B]] |volume=231 |issue=4 |pages=519–529 |bibcode=1989PhLB..231..519D |doi=10.1016/0370-2693(89)90704-1 |hdl-access=free |hdl=11384/1735}}

=== బోసాన్లు ===
{{Main|Boson}}

బోసాన్లు ప్రాథమిక బలాలను మోసుకెళ్లే కణాలు. విద్యుదయస్కాంత బలాన్ని [[Photon|ఫోటాన్]] మోస్తుంది. ఫోటాన్లను మనం కాంతి రూపంలో చూస్తాము. దుర్బల బలాన్ని [[W and Z bosons|W మరియు Z బోసాన్లు]] మోస్తాయి. ప్రబల బలాన్ని [[Gluon|గ్లూవాన్లు]] మోస్తాయి. ఇవి క్వార్కులను కలిపి ఉంచుతాయి. [[Higgs boson|హిగ్స్ బోసాన్]] వల్ల ఇతర కణాలకు ద్రవ్యరాశి (బరువు) వస్తుంది. గ్లూవాన్లు మరియు ఫోటాన్లకు అసలు ద్రవ్యరాశి ఉండదు. బోసాన్లు అన్నీ ఒకే స్థితిలో ఉండగలవు.

=== ప్రతికణాలు మరియు రంగు ఆవేశం ===
{{Main|Antiparticle|Color charge}}

పైన చెప్పిన కణాలకు వ్యతిరేక లక్షణాలున్న ప్రతికణాలు ఉంటాయి. వీటినే [[Antimatter|ప్రతి-పదార్థం]] (antimatter) అంటారు. ఉదాహరణకు ఎలక్ట్రాన్‌కు అనుకూల ఆవేశం ఉన్న ప్రతికణం పాజిట్రాన్. ఒక కణం మరియు దాని ప్రతికణం ఢీకొంటే అవి నశించి శక్తిగా మారిపోతాయి. క్వార్కులు మరియు గ్లూవాన్లకు రంగు ఆవేశాలు (red, green, blue) ఉంటాయి. వీటి మధ్య జరిగే చర్యల వల్ల కణాలు బలంగా కలిసి ఉంటాయి.

=== సంక్లిష్ట కణాలు (Composite Particles) ===
{{Main|Composite particle}}
[[File:Quark_structure_proton.svg|thumb|ఒక ప్రోటాన్‌లో రెండు అప్ క్వార్కులు, ఒక డౌన్ క్వార్క్ గ్లూవాన్ల ద్వారా కలిసి ఉంటాయి.]]
మన పరమాణువులోని [[Proton|ప్రోటాన్లు]], [[Neutron|న్యూట్రాన్లు]] క్వార్కులతో తయారైనవే. ఒక ప్రోటాన్‌లో రెండు అప్ క్వార్కులు, ఒక డౌన్ క్వార్క్ ఉంటాయి. న్యూట్రాన్‌లో రెండు డౌన్, ఒక అప్ క్వార్కులు ఉంటాయి. వీటిని [[Baryon|బేరియాన్లు]] అంటారు. రెండు క్వార్కులు ఉన్నవాటిని [[Meson|మెసాన్లు]] అంటారు. ఇవన్నీ కలిసి [[Hadron|హ్యాడ్రాన్ల]] జాబితాలోకి వస్తాయి. ఈ కణాలు రంగుల పరంగా తటస్థంగా (తెల్లగా) ఉండాలి.{{cite book |author=Schumm |first=B. A. |url=https://archive.org/details/deepdownthingsbr00schu/page/131 |title=Deep Down Things |publisher=[[Johns Hopkins University Press]] |year=2004 |isbn=978-0-8018-7971-5 |pages=[https://archive.org/details/deepdownthingsbr00schu/page/131 131–132]}}

=== ఊహాజనిత కణాలు (Hypothetical Particles) ===
[[Graviton|గ్రావిటాన్]] అనేది గురుత్వాకర్షణ శక్తికి కారణమని భావించే ఒక ఊహాజనిత కణం. కానీ దీన్ని ఇప్పటివరకు ఎవరూ చూడలేదు. ఇలాగే చీకటి పదార్థం ([[Dark matter|dark matter]]), చీకటి శక్తి ([[Dark energy|dark energy]]) వంటి వాటిని వివరించడానికి శాస్త్రవేత్తలు అనేక కొత్త కణాలు ఉండవచ్చని ఊహిస్తున్నారు.

== ప్రయోగశాలలు ==
[[File:02 Fermilab - Fermi National Accelerator Laboratory - American particle accelerator Fermilab near Chicago Illinois.jpg|thumb|ఫెర్మీ ల్యాబ్, అమెరికా]]
ప్రపంచంలోని కొన్ని ముఖ్యమైన కణ భౌతిక ప్రయోగశాలలు:

'''[[CERN|సెర్న్ (CERN)]]''': ఇది స్విట్జర్లాండ్ మరియు ఫ్రాన్స్ సరిహద్దులో ఉంది. ఇక్కడ ప్రపంచంలోనే అతిపెద్ద కణ త్వరణ యంత్రం [[Large Hadron Collider|లార్జ్ హ్యాడ్రాన్ కొలైడర్]] ఉంది.

'''[[Fermilab|ఫెర్మీ ల్యాబ్]]''': ఇది అమెరికాలోని ఇల్లినాయిస్‌లో ఉంది.

'''[[KEK|కేఈకే (KEK)]]''': ఇది జపాన్‌లో ఉంది, ఇక్కడ న్యూట్రినోలపై పరిశోధనలు జరుగుతాయి.

'''[[Brookhaven National Laboratory|బ్రూక్‌హావెన్ జాతీయ ప్రయోగశాల]]''': ఇది అమెరికాలోని న్యూయార్క్‌లో ఉంది.

'''[[DESY|డెసీ (DESY)]]''': ఇది జర్మనీలోని హాంబర్గ్‌లో ఉంది.

== సిద్ధాంతం ==
{{Quantum field theory|cTopic=Standard model}}
సిద్ధాంతపరమైన కణ భౌతిక శాస్త్రం గణిత నమూనాలను ఉపయోగించి కణాల ప్రవర్తనను ముందుగానే ఊహిస్తుంది. ఇందులో మూడు ముఖ్యమైన రకాలు ఉన్నాయి:

'''ప్రామాణిక నమూనా పరిశోధన''': ఉన్న సిద్ధాంతాన్ని ఇంకా బాగా అర్థం చేసుకోవడం.
'''మోడల్ బిల్డింగ్''': ప్రామాణిక నమూనా దాటి ఇంకా ఏముందో కనుగొనడం.
'''స్ట్రింగ్ థియరీ''': కణాలు చిన్న తీగలు (strings) లాంటివని భావించి విశ్వాన్ని వివరించడం.
== ఉపయోగాలు ==
కణ భౌతిక శాస్త్రం కేవలం సిద్ధాంతాలకే పరిమితం కాదు. దీనివల్ల మనకు చాలా ఉపయోగాలు ఉన్నాయి:

'''వైద్య రంగం''': క్యాన్సర్ చికిత్సలో వాడే రేడియోథెరపీ, మరియు ఎంఆర్ఐ (MRI), పెట్ (PET) స్కాన్ల వంటి పరికరాలు కణ భౌతిక శాస్త్రం వల్లే సాధ్యమయ్యాయి.

'''సాంకేతికత''': ఇంటర్నెట్‌లో మనం వాడుతున్న '''వరల్డ్ వైడ్ వెబ్ (WWW)''' మరియు స్మార్ట్‌ఫోన్లలోని '''టచ్ స్క్రీన్''' సాంకేతికత సెర్న్ (CERN) ప్రయోగశాలలోనే పుట్టాయి.

'''సూపర్ కండక్టర్లు''': విద్యుత్ నష్టం లేకుండా ప్రవహించేలా చేసే సూపర్ కండక్టర్ల అభివృద్ధిలో ఈ శాస్త్రం పాత్ర ఎంతో ఉంది.

== భవిష్యత్తు ==
సెర్న్ ప్రయోగశాల భవిష్యత్తులో ఇంకా పెద్ద కణ త్వరణ యంత్రాలను (Future Circular Collider) నిర్మించాలని చూస్తోంది. అమెరికాలో కూడా న్యూట్రినోలపై మరిన్ని ప్రయోగాలు చేయడానికి సిద్ధమవుతున్నారు. ఈ పరిశోధనల ద్వారా విశ్వం ఎలా పుట్టింది? చీకటి పదార్థం అంటే ఏమిటి? వంటి రహస్యాలు తెలుస్తాయని భావిస్తున్నారు.

== ఇవి కూడా చూడండి ==
{{columns-list|colwidth=30em|

[[Atomic physics|పరమాణు భౌతిక శాస్త్రం]]

[[Astronomy|ఖగోళ శాస్త్రం]]

[[Astroparticle physics|అస్ట్రోపార్టికల్ ఫిజిక్స్]]

[[Standard Model|ప్రామాణిక నమూనా]]

[[List of particles|కణాల జాబితా]]

[[Timeline of particle physics|కణ భౌతిక శాస్త్ర చరిత్ర కాలక్రమం]]
}}

== మూలాలు ==
{{reflist}}

== వెలుపలి లింకులు ==
{{Commons category}}
{{Wikiquote}}

{{Physics-footer}}
{{Particles}}
{{Fundamental interactions}}
{{Standard model of physics}}
{{Authority control}}

[[Category:కణ భౌతిక శాస్త్రం]]
[[Category:భౌతిక శాస్త్రం]]
== ఇవి కూడా చూడండి ==
* [[పార్టికల్ యాక్సెలరేటర్]]

== మూలాలు==
{{మూలాలజాబితా}} 

[[వర్గం:భౌతిక శాస్త్రం]][[Category: తెవికీ సైన్స్ వ్యాసాలు]]