İlk patlamanın atom şeklinde tarif edilen varlık şekline geliş serüveni içinde bir atomun da aslında kendi içinde ayrı bir âlem ve kendi iç kurallarının işleyişi ile tamamen farklı bir dünya olduğu ortaya çıkmıştır ve “mikro âlem” daha çok bu âlemi ifade için kullanılmaktadır. Yani atomun içinde ayrı bir âlemin varlığı keşfedilmiştir. Hem atom hem de atomun iç âlemini oluşturan unsurlar sürekli bir hareketlilik ve geliş-gidiş hâlindedirler.

MADDENİN ULAŞILABİLEN EN KÜÇÜK BİRİMİ
Bugün için maddenin ulaşılabilen en küçük birimi “kuark” adı verilen parçacıklardır. Bu parçacıkların boyları bir santimetrenin yüz milyar defa milyarda biri kadardır. Elektrik yükleri ve hareket tarzlarını ifade eden açısal momentum şeklinde tarif edilen fizikî özellikleri ile tanımlanırlar. Serbest olarak bulunmazlar, diğer parçacıklar içinde ve onların oluşturulmasında görev alacak şekilde varlık âleminde yer alırlar. Bunların da “preon” adı verilen kendilerinden daha küçük parçacıklardan oluştuğu düşünülmektedir. Bu parçacıklar kimse tarafından görülmemiştir, ancak varlıklarına dair belirtilerin tesbiti ile varlıkları bilinir.

TESBİT EDİLEBİLEN ALTI ÇEŞİT “KUARK” VAR
Kâinatta şu ana kadar altı çeşit kuark olduğu bilgisine ulaşılmıştır: Yukarı kuark (up), aşağı kuark (down), tuhaf kuark (strange), tılsımlı kuark (charm), dip kuark (buttom) ve tepe kuark (top).
Parçacıkların elektrik yükleri sıfır ya da elektron yükünün katları şeklinde olmasına rağmen kuarkların elektrik yükü elektronun üçte biri ya da üçte ikisi kadardır. Bu sebeple içinde bulundukları parçacığın dışına çıkıp tek başlarına bulunamazlar. Şu anki imkânlarla kuarkı parçacık dışında ayrışmış olarak inceleyebilmek mümkün gözükmemektedir.
Her kuarkın karşıt parçacığı olan bir de “anti kuark” vardır. Elektron dışındaki parçacıklar kuark ve anti kuarkların bir araya getirilerek birleştirilmesi sonucu vücut bulmuştur.
Atom içindeki parçacıklar genel olarak çekirdek içinde yer alanlar ve çekirdek dışında olanlar şeklinde sınıflanır. Proton, nötron gibi çekirdek içinde yer alanlara “hadron”, elektron gibi çekirdek dışında olanlara ise “lepton” denir.

ATOM İÇİ DÜNYASI
Atom içi de ayrı bir dünyadır ve burada parçacıklar sahip oldukları özelliklere göre farklı gruplara ayrılırlar.
Hadron, “iri yapılı ve kuvvetli” anlamına gelmektedir. Hadronlar, mesonlar, preonlar, baryonlar, bozonlar, leptonlar, fermiyonlar, patronlar ve nükleonlar bu parçacıklardan bazılarıdır.
Hadronların mesonlar ve baryonlar adı altında iki grubu vardır. Baryonlar ise, nükleonlar ve hiperonlara ayrılır.
Bozonlar, leptonlar, fermiyonlar ve patronlar aynı özelliklerdeki gruplardır. Bu ana gruplar ise kuarklar, gluonlar, elektronlar, fotonlar, pion, muon, kaon gibi farklı parçacıkların bir araya gelerek oluşturduğu farklı kombinasyonlarla oluşurlar.
Hadron grubundaki bütün parçacıklar kuarklardan oluşurlar. Atom çekirdeğini bir arada tutan kuvvet olduğu düşünülen güçlü etkileşime giren her parçacık bir hadrondur. Hadronların elektrik yükü, kütleleri ve manyetik özellikleri vardır ve kararsız durumdadırlar. Bozunma sonucu baryon ve meson grubu parçacıklara dönüşürler. Her hadron üç kuarkın farklı kombinasyonlar şeklinde birleşmesinden oluşur.
 Baryonlar genellikle açısal momentumu yarım ve tam sayılı rakamlarla ifade edilen parçacıklardır. Baryon, ağır anlamında bir kelimedir. Çekirdekteki proton ve nötron gibi ağır parçacıklar baryonlardır. Üç kuarkın birleşmesi ile oluşurlar. Üç kuarklı baryonlar ikişer kuarka sahip mesonlardan daha çok reaksiyon verirler.
Meson orta ağırlıkta anlamına gelen bir kelimedir. Mesonların açısal momentumu tam sayılar şeklinde ifade edilir. Bunlar bir kuark ve bir antikuark birleşmesi ile oluşturulur. Elektrik yükleri pozitif, negatif ya da sıfır olabilir. Kütleleri elektron ve proton arasındadır. Elektrondan 200 kat daha ağırdır. Bir hadron ya bir baryondur ya da bir mesondur. Baryonlardan farklı olarak mesonların çarpışma öncesi ve sonrası sayıları farklıdır. Çarpışma öncesi ve sonrası meydana gelen sayıların farklılığından parçacığın baryon mu, meson mu olduğu belirlenir. Mesonlar baryonlar ile leptonlar arasındadır.
Lepton “hafif ve ince tanecik” anlamındadır. Bu gruba giren tanecikler en hafif parçacıklardandır. İçyapıları hakkında bilgi daha sınırlıdır. Elektrik yükleri pozitif, negatif ya da sıfırdır. Hadronların karşıtı olan parçacıklardır ve zayıf etkileşime girerler. Elektron, nötrino, muon, tau ve zıtları lepton grubu içinde olan parçacıklardır. Temel parçacıklar olan leptonlar serbest olarak mevcuttur ve ışın şeklinde görülürler. Açısal momentumları yarımdır. Elektron, muon ve taunun yanında bunların nötrinoları da birer lepton parçacığıdır.
Foton, graviton, gluon, W ve Z parçacığını içine alan başka bir parçacık grubu da bozon olarak tanımlanır. Bu parçacıklar etkileşimde aracılık görevi yaparlar. Bunlar birer kütle sayısına sahiptir. Atom içi âlemde bir tür dönüş hareketi şeklinde tanımlanan spinleri tam sayılar şeklinde ifade edilir. Bozonlar da mesonlar gibi kuarklardan oluşturulmuş ya da kuarklardan oluşturulmamış diye iki gruba ayrılırlar.
Fermiyonlar spinleri yarı tam sayılarla anılan proton, nötron, kuark gibi parçacıkları içine alan gruptur. Elektron, muon, tau ve nötrino gibi parçacıklar birer fermiyondur.
Proton ve nötronların oluşturduğu grup aynı zamanda nükleon olarak tanımlanır. Bunlar yarım spinli fermiyonlardır. Nükleonlar aynı zamanda baryondur. Bir nükleon bir meson çıkardığında diğer nükleon mesonu içine alır.
Patronlar proton parçalanırsa ayrıştığında ortaya çıkan ondan daha küçük parçacıkların adıdır. Bir protonda üç patron bulunur ve bunların her biri aynı zamanda bir kuarktır. Patronların belirli kütle ve sayıları yoktur. Bunlar aynı zamanda birer baryondur. Kuarkları birleştiren glounlar da birer patron taneciğidir.
Atom içi âlemde yüzlerce farklı tanecik tanımlanmış ve gruplara ayrılmıştır. Bunları birbirinden ayıran temel özellikler elektrik yükleri, kütleleri ve spinleridir. Spin, atom içi âleme mahsus ekseni etrafında dönmeye benzer bir tür dönüş hareketi şeklinde tanımlanabilir. Bu dönüşün saat yönünde ya da tersine oluşuna göre, dik veya açılı oluşuna göre spin tanımları yapılır. Elektrik yükleri pozitif, negatif ya da sıfır olabilir. Spinler yukarı, aşağı; 0, 1/2, 1, 3/2, 2 gibi özellikler ile tarif edilir. Parçacıklar içinde sadece fotonun kütlesi sıfırdır. Nötrinoların kütlesi ise o kadar küçüktür ki, pratikte yok kabul edilir. Baryonlar sınıfına göre kuarklar aynı zamanda birer patrondur. Üç kuarktan bir baryon bir kuark ve bir antikuarktan meson oluşur.
Her parçacığın bir antiparçacığı vardır. Karşı parçacıkların kütle, spin ve elektrik yükü eşit, ancak elektrik yükü ters işaretlidir. Sadece fotonların, elektrik yükleri olmadığı için karşı parçacıkları da yoktur. Bir parça ile o parçanın antiparçacığı bir araya gelince birbirlerini yok ederler. Bu yüzden ikisi bir arada bulunamazlar. Bir grup, Büyük Patlama esnasında antimaddeden çok daha fazla miktarda madde olduğu için şu an mevcut olan kâinatın madde ve antimaddenin birbirlerini yok etmesinden arta kalan madde ile vücuda geldiğini kabul eder. Başka bir grup ise, kâinatın farklı alanlarında antimaddeden yapılmış bölgeler olabileceğini kabul eder.
                            
HİGGS BOZONU
Atom içi dünyanın temel kurallarından biri şeklinde kabul edilen, “her bir parçacığın tek kuantum durumunda bulunabileceği, yani belirli bir pozisyon ve spinde tek parçacığın bulunabileceği, bu durumda bulunan bir parçacığın diğerlerini dışladığı” teorisi 1926 yılında Avusturyalı Wolfgang Pauli tarafından ortaya konmuş ve “Pauli Dışlama İlkesi” şeklinde adlandırılmıştı.
Pauli Dışlama İlkesine uymayan tam spin sayılı parçacıklar grubu bozon adı ile anılmış; foton, graviton, gluon, W ve Z parçacıkları birer bozon olarak tanımlanmıştır. Aslında bozonların temel karakteristik özelliği kâinattaki çekim, elektromanyetik kuvvet, güçlü etkileşim ve zayıf etkileşim gibi temel kuvvetleri taşıyor olmalarıdır. Hintli fizikçi Satjendra Nath Bose’un, ortaya çıkarılmasındaki katkıları dolayısıyla bu parçacıklar onun adına ithaf edilerek bozon şeklinde adlandırılmıştır. 
Foton; kütlesi sıfır olan, ışık hızında yol alan ve ışığı taşıyan bir parçacıktır. Elektrik yükü olmadığı için fotonlar arası etkileşim olmaz. Elektromanyetik radyasyonu taşıyan en küçük enerji paketi, yani bu alanın kuantasıdır. Pauli Dışlama İlkesine uymadıklarından iki foton aynı kuantum durumunda bulunabilir. Elektron ve pozitron arasındaki etkileşimden ortaya çıkarlar. Yükü olmadığı için karşı parçacığı yoktur. Sıfır kütle ile ışık hızında yol alabilir. Sıcaklık milyarlar düzeyine yükseldiğinde fotonların çok küçük olan enerjileri yükselir, bunların çarpışması ile elektron ve pozitronlar ortaya çıkar.
Her çekim alanının bir bozonu olduğu düşünülmektedir. Yerçekimi alanının bozonu da henüz net olarak tesbit edilememiş olsa bile teorik varlığı ile “graviton” şeklinde adlandırılmıştır.
Kâinatta bilinen temel kuvvetlerin çekim kuvveti ve elektromanyetik kuvvetten ibaret olduğu dönemlerde standart atom modelinin merkezde sıkışmış çekirdek ve çok uzak yörüngelerdeki elektron tanımını bu kuvvetlerle izah mümkün değildi. Elektromanyetik kuvvet açısından değerlendirildiğinde aynı yüklü olan ve birbirlerini itmeleri beklenen protonların merkezde çekirdek şekilde sıkışmaları için kütle çekim kuvveti çok zayıf kalıyordu. Bu durumda 1970’lerde çekirdekte zayıf ve güçlü nükleer kuvvetlerin varlığı teorik olarak keşfedildi. Zayıf nükleer kuvvetin bozonları ise W ve Z parçacıkları şeklinde adlandırıldı.
Nötron protona dönüşürken nötron iki aşağı bir yukarı kuark şeklini ve proton da iki yukarı bir aşağı kuark şeklini alır. Aşağı kuarklardan W parçacığı açığa çıkar bu pozitif ya da negatif yüklü olabilir. Z bozonları ise ağır parçacıklardır. Yüksüz olduklarından kuarkların yükünü değiştirmezler. Aşağı ve yukarı kuark, elektron ve nötrino etkileşimi ile nötr akım oluştururlar. Nötr akımda Z bozonu nötrinoyu elektrona dönüştürür. Z bozonları protondan yüz kat fazla ağırlıktadır ve bütün parçacıklar içinde en ağır olanıdır. Ama ömrü çok kısadır. 1 saniyeyi 10’un yanına yirmibeş sıfır getirilerek elde edilen rakama böldüğünüzdeki zaman kadar yaşar. Yani Z bozonunun ömrü bir saniye kabul edilirse günlük hayattaki bir saniye kâinatın toplam ömründen daha uzun olurdu. Alfa bozonu helyum atomunun çekirdeğinde alfa kuvvet taşıyıcısıdır. Radyoaktif bozunmalarla açığa çıkar.
Son zamanlar çok meşhur olan Higgs Parçacığı da yine bir bozondur. Higgs Bozonu adı verilen bu parçacık W ve Z parçacıklarına kütle taşır. İngiliz Peter Higgs’in teorik keşfi olduğu için onun adına ithaf edilmiştir. Bu elektromanyetik ve zayıf nükleer kuvvetlerin birleşmesi ile oluşan elektro zayıf kuvvetin parçacığıdır.

HİGGS BOZONUNUN ÖNEMİ
Bu bozonun önemi, daha önce Büyük Patlama süreci içinde varlığın kütlesiz hâlinden bir kütle kazandığı duruma geçişte oynadığı kilit roldedir. Madde Higgs alanı olarak tanımlanan bir alanda kütle kazanmış yani vücuda gelmiş olarak kabul edilmektedir. Bu alanın varlığının delili de bu alanın bozonu olan Higgs Bozonunun gösterilmesi ile ispat edilebilecektir. Bu ispat edildiğinde ise fizikçilerin teorik kurgusu olan Büyük Patlama ve sonrasında Standart Atom Modeli diye ifade edilen günümüzdeki atom ve onun içini dolduran mikro âlem ya da parçacıklar âlemi şeklindeki varlık tanımı da ispat edilmiş olacaktır. 1a

Dipnot:
1a- Yalçın İnan, Kozmostan Kuantuma, Mavi Ada Yayınları , Kasım-2000.