Preonlarparçacık fiziğinde,kuarklar veleptonların altparçacıkları olannokta parçacıklardır.[1] Terim 1974'te,Jogesh Pati veMuhammed Abdüsselam tarafından oluşturulmuştur. Preon modellerine olan ilgi, 1980'lerde zirve noktasına ulaşmıştır ancak parçacık fiziğiStandart Model'i,fiziğin kendisini en başarılı şekilde tanımlamaya devam ettiğinden ve lepton ile kuark kompozitleri hakkında hiçbir deneysel veri bulunmadığından dolayı bu ilgi azalmıştır.
Hadronik sektörde görülen bazı etkiler Standart Model'in anomalileri sayılır. Proton spin krizi, EMC etkisi,Robert Hofstadter tarafından 1956'da bulunannükleonların içerisindeki elektrik yükü dağılımı[2][3] veCKM matrisi elemanları bunların arasında sayılabilir.
1970'lerde Standart Model (SM) geliştirilmeden önce (Standart Model'in anahtar ögeleri olan kuarklar 1964'teMurray Gell-Mann veGeorge Zweig tarafından önerilmiştir), fizikçilerparçacık hızlandırıcıların içerisinde yüzlerce farklı çeşit parçacık gözlemlemişlerdi. Bu parçacıklar, fiziksel özelliklerini temel alarak hayvanları gruplara ayırantaksonomiden çok da farklı olmayan bir şekildefiziksel özellikleri arasındaki bağlantılara görehiyerarşik bir sistem içinde sınıflandırılmışlardır. Bunların büyük çoğunluğununparticle zoo olarak görülmesi şaşırtıcı değildir.
Parçacık fiziğinin önde gelen modeli olan Standart Model, gözlemlenen parçacıkların çoğunun iki kuarktan oluşanmezonlar, üç kuarktan oluşanbaryonlar ve az sayıda diğer parçacıklardan oluştuğunu göstermiştir. Artık daha da güçlenen parçacık hızlandırıcılarında görülen parçacıklar teoriye göre tipik olarak bu kuarkların kombinasyonlarından başka bir şey değillerdir.
Standart Model çerçevesinde, parçacıklarınfarklı sınıfları vardır. Bunlardan biri olan kuarkların her biri içerisinde kırmızı, yeşil ve mavi “renklerin” adı verilen ve dolayısıylakuantum renk dinamiğinin ortaya çıkmasına neden olan üç değişkene sahip, altı değişik çeşit tipi vardır. Bunlara ek olarak altı farklı tipi olan leptonlar vardır. Bunların üçüyüklü parçacık olanelektron,müon vetaudur. Diğer üç leptonnötrinolardır ve her bir nötrino için karşılık olarak bir yüklü parçacık. Standart Modelde ayrıcafotonlar,W+, W− ve Z bozonları,gluonlar,Higgs bozonunu da içerenbozonlar vegraviton için bırakılmış bir boşluk vardır. Neredeyse bütün bu parçacıklarsol elli ya dasağ elli olarak adlandırılan şekildesimetriktirler. Kuarklar, leptonlar ve W bozonlarının hepsinin karşıt yüklüantiparçacıkları vardır.
Standart Modelin tamamen çözülmemiş bazı problemleri vardır. Özellikle parçacık teorisine bağlı birkütleçekim teorisi hâlâ öne sürülememiştir. Her ne kadar Model gravitonun varlığını varsaysa da onlar bağlı olan tutarlı bir teori ortaya atılamamıştır. Calvin S. Kalman, atomizm konseptine göre, doğanın temel yapıtaşlarının görünmez olduğu ve bunların üretilmemiş ve parçalanamaz olduğu gözlemini yapar.[4] Kuarklar parçalanamaz değildir çünkü başka kuarklara parçalanırlar. Dolayısıyla da kuarkların kendileri temel yapıtaşları değildir ve başka temel yapıtaşlarından, yani preonlardan oluşmak zorundadır. Birbirini izleyen her bir parçacığın kütlesi belirli kalıpları izlese de çoğu parçacığındurgun kütlesi tam olarak tahmin edilemez. Bunun istisnası Mario Everaldo de Souza tarafından kurulan modelde tüm baryonların kütleleri tarif edilmiştir.[5]
Preon teorisi,kimyada 94 doğal elementi yalnızca üç temel yapıtaşının bileşenlerine (elektron,proton venötron) indirenperiyodik tablonun yaptığını parçacık fiziği için de yapabilmek amacıyla ortaya atılmıştır. Standart Model de benzer şekilde hadronların oluşturduğu birkaç düzineparticle zooyu önce sadece üç kuarktan oluşan temel bir yapıya indirgemiş ve Standart Model ile kuantum renk dinamiği ortaya çıkmadan önce çok sayıda olan gelişigüzel sabitlerin sayısını azaltmıştır.
Preon araştırmasının hedefleri şunlardır:
Birkaçfizikçi, Standart Modelin sadece deneysel verilere dayan kısımlarını teorik olarak kanıtlayabilmek için “ön-kuarklar” (pre-quarks, preon teriminin geldiği yer) girişimlerde bulundur. Önerilen bu temel parçacıklar ya da Standart Modelde gözlemlenen en temel parçacıklar arasındaki ara parçacıklar için önerilen diğer terimler arasındaönkuarklar,altkuarklar,maonlar,[6]alfonlar,kuinkler,rishonlar,tweedlelar,helonlar,haplonlar,Y-parçacıkları,[7] veprimonlar[8] sayılabilir ama fizik topluluğu arasında önde gelen terimpreon adlandırmasıdır.
Bir altyapı oluşturma çabaları, 1974'te Pati ve Abdüsselam'ınPhysical Reviewakademik dergisinde yayımladıkları makaleye kadar geri gider.[9] Diğer girişimler arasında Terazawa, Chikashige ve Akama'nın 1977 tarihli makalesi,[10] Ne'eman,[11] Harari,[12] ve Shupe'un[13] benzer ama birbirinden bağımsız 1979 yılına ait makaleleri, Fritzsch ve Mandelbaum'un 1981 yılı makalesi,[14] ve de Souza ile Kalman'ın 1992 tarihli kitabı sayılabilir. Bunların hiçbiri fizik dünyasında kabul görmedi. Fakat, yeni bir çalışmasında de Souza, kendi karşıtlık modelinden türetilmiş bir kuantum sayısınca belirlenen kuralların tüm zayıf hadron bozulmalarının açıklayan modelini ortaya koymuştur.[15] Modelinde leptonlar en temel parçacıklardır ve her bir kuark ikiprimondan oluşmuştur ve dolayısıyla bütün kuarklar dört taneprimonla tanımlanır. Bu sebepten dolayı Standart Model Higgs bozonuna ihtiyaç yoktur ve her bir kuark kütlesi, üç tane Higgs bozonu benzeri yapı sayesinde, her birprimon çiftinin etkileşimiyle açıklanabilir.Hans Dehmelt, 1989Nobel Ödülü kabul konuşmasında,kozmon adını verdiği, tanımlanabilir özelliklere sahip olan en temel parçacığın giderek artan ama sonlu sayıda olan temel parçacık zincirinin en son halkası olacağını açıkladı.[16]
Rishon modeli (RM) parçacık fiziğinin Standart Modelinde (SM) gözüken fenomeni açıklamak için geliştirilmiş ilk girişimdir. İlk olarakHaim Harari ve Michael A. Shupe tarafından birbirlerinden bağımsız olarak geliştirildi ve daha sonra Harari ve öğrencisi olan Nathan Seiberg tarafından açıklandı.[17]
Model iki temel çeşidi olan rishon parçacıklarını (İbranice’de “ilk” anlamına gelir) içerir. Bunlar T ("Üçüncü" anlamına gelenİngilizce "Third" kelimesinden çünkü elektrik yükü ⅓ edir ya da İbranice "oluşmamış" anlamındaTohu) ve V'dir (yüksüz olduğu için "ortadan kaybolur" anlamına gelen İngilizce "Vanishes" kelimesinden ya da İbranice "boşluk" anlamına gelenVohu kelimesinden). Tüm leptonlar ve kuarkçeşnileri üç rishonlu sıralı üçlemelerdir. Bu gruptaki rishonlarınspinlerispin ½dir.