Elektromanyetik-İkilik…! (Electric-magnetic duality…!)

 

(Kaynak: Wikipedia)

Öncelikle, “duality”  sözcüğünü açıklamaya  çalışalım… Türkçe’ye “ikilik”  veya “çifteşlik”  olarak alınmış  görünüyor… Atom-altı  parçacıklar  dünyasında, “Electromagnetic  Duality”  veya “Montonen-Olive Duality”  olarak adlandırılmakta…

Elektromanyetik-ikilik, güçlü-zayıf ikiliğinin (strong-weak-duality; S-duality) bilinen  en  eski örneği…

Anlaşılmasından  önce, anlatılması  da  yeterince  zor  olan  bu  konuda  amacımız, konuyu   okuyucuya  biraz tanıtmak, bir  göz  aşinalığı  sağlamak…Daha  ötesi,  konuya  ilgi  duyacaklara  kalıyor…!

Elektromanyetik-ikilik  Maxwell  denklemlerinde (Maxwell’s  equations) elektromanyetik-simetriyi genelleyen, manyetik  monopollerin  elementer  parçacık  (quantized  particles) olarak  kabul  edildiği   bir  önerme…

“Manyetik  Monopol” (Magnetic  Monopole), bir  elektron  gibi,   elektrik  yüklü  parçacığın manyetik  versiyonu… Fizikçiler 70  yıldan  beri, bu  parçacıkların  Evrende  mevcut  olduğunu  ispatlamaya  çalışmakta…

Araştırmacılar, bu  tür  parçacıkların  Evrende  değil, “spin ice”  adı  verilen özel  tipteki  bir  maddenin  içinde  varolduğunu  gösterdiler…!  Bilim  insanları, bu  parçacıkları, malzeme  içinde  serbestçe  hareket  edebilen “tek  kutuplu  mıknatıslar”  olarak  düşünmekte…

Monopol

(Kaynak:  london-nano.com)

Üst  satır gerçek  veriyi, alt  satır  ise tahmin  edilen  nötron  saçılma  verisini  göstermekte…

“Manyetik monopol” (veya manyetik tek kutuplu veya manyetik tek kutup), parçacık fiziğinde yalıtılmış tek bir manyetik kutbu olan (sadece manyetik kuzey veya manyetik güney kutuplarına sahip) kuramsal bir temel parçacık”  olarak  tanımlanmakta…

Daha teknik terimlerle açıklanacak olursa, bir  “manyetik monopol” net manyetik yükü olan bir parçacık… Bu teori köklerini manyetik monopollerin varlığını öngören parçacık teorileri, özellikle “Büyük Birleşim Teorisi”nden (Grand Unifying  Theory)  ve  “Süper Sicim Teorisi”nden alır. Çubuk şeklindeki mıknatısların manyetik alanı ve elektromanyetikler manyetik monopollerden kaynaklanmazlar. Henüz, manyetik monopollerin varlığını kanıtlayan herhangi bir deneysel veri yoktur.

Klasik  Elektromanyetizma  Teorisi  James Clerk Maxwell  tarafından 1860’ta tamamlandı…Maxwell’in  bu  teorisi elektrik, menyetizma  ve optiğin anlaşılmasında birleşik  bir  altyapı  sağladı…! Ünlü  Maxwell  denklemlerinin  yaratıcısı  James Clerk Maxwell  elektrik  ve  manyetik  alanların  “birleşik”  teorisini  tanımlayan  denklemleri  ortaya  koydu…!

Radyo  dalgaları, mikrodalgalar ve  görünür  ışığın kendisi  elektrik  ve  manyetik  alanlardan  oluşmaktadır… Görünür  ve  görünmez  ışık  elektromanyetik  dalga  yayınımıdır…!

Manyetik monopollerin  “gauge”  parçacıkları  olduğu  Finlandiyalı  fizikçi  Claus Montonen ve   İngiliz  fizikçi David Olive tarafından  ileri  sürüldü…

Araştırmacılara  göre, elektrik  ve  manyetizma  arasındaki  benzerliğin  farkedilmesi   André-Marie Ampère ve  Michael Faraday  zamanına  kadar  gidiyor…

Paul  Dirac, 1931’de, manyetik  monopol  alanında ilerleyen elektrik  yükünün  kuantum  mekaniğini  incelerken, dalga  fonksiyonunun,  elektrik  yükünün ve manyetik  yükün (şarjın) “kuantizasyon şartı”nı  sağlaması  durumunda, sürekli  olarak tanımlanabileceğini keşfetti…!

Elektrik  yüklerinin  ve akımlarının  mevcut  olmadığı  ortamlarda elektrik  ve  manyetik  alanların  etkileşimi değişmeden kalır…Bu  simetriye (simetrik  duruma) elektrik-manyetik  ikilik  adı  verilmekte…

Tabiatta  eğer  elektrik yükleri  mevcut (mevcut  olduğu  ispatlanmış)    iken,  manyetik  yüklerin  varlığı gözlenemedi/doğrulanamadı… Bilim  insanları,  eğer manyetik  yükler  mevcut  değilse, simetrinin  de   mevcut  olamayacağını  düşünmekte…

Bu durum, fizikçilerin manyetik yükleri  (magnetic  monopoles)  araştırmaya yönelmesine  yol  açtı… Ancak,  manyetik  yüklerin  varlığını ispatlamada  kimse  başarılı  olamadı…!

Spacedaily.com’da  12  Nisan  2017  tarihinde  yayımlanan  bir  habere  göre, bunun  sebebini   araştırmacı  Agullo  ve  araştırma  grubu belirlemiş  olabilir…!

Professor Ivan Agullo’nun  (LSU Department of Physics and Astronomy) yeni  bir  araştırmasına  göre,  manyetik  monopollerin  varlığına  bağlı  olmadan, gravite (gravity)  simetriyi  bozmakta (spoil)…  Bu  sebeple, gravite  ve  kuantum  etkileri  elektromanyetik  ikiliği  veya elektromanyetik  alanın simetrisini olumsuz  etkileyerek, evrenin  her  yerinde  mevcut  olan  gravite simetrinin  oluşmasını  engellemekte…

Agullo, bu acayipliğin evrendeki  diğer  parçacıklarda (fermiyonlar) görüldüğü  teorileri  inceleyerek, bu  durumu elektromanyetik  alanlardaki fotonlara  uyguladı…

Kozmik  Artalan  Işımasından (CMB)  toplanan veriden, fotonlarda  görülen  polarizasyonun evrendeki  gravitasyon  alanlarından  etkilenmediği  belirlenmişti… Bu  bulgu, elektromanyetik  simetrinin  mevcut  olması  halinde mümkün  olabilirdi…

Araştırmacıların  bu  yeni  bulgusuna  göre, doğal (fundamental) seviyede  simetri  mevcut  değilse, kozmik  evrim  sürecinde CMB’nin değişebilmesi  mümkün  olmalı…!

Bilim  insanlarının CMB  verisi  analizinde  bu  hususu  göz  önünde  bulundurmaları  gerekecek…!

 

Yararlanılan  Kaynaklar:

https://www.london-nano.com/research-and-facilities/highlight/magnetic-monopoles-discovered-by-lcn-scientists

https://en.wikipedia.org/wiki/Montonen%E2%80%93Olive_duality

http://www.spacedaily.com/reports/Physicists_discover_hidden_aspects_of_electrodynamics_999.html

https://tr.wikipedia.org/wiki/Manyetik_tek_kutup

https://en.wikipedia.org/wiki/Elementary_particle

 

Bir Yanıt Bırakın

Please log in using one of these methods to post your comment:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Log Out / Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Log Out / Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Log Out / Değiştir )

Google+ fotoğrafı

Google+ hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Log Out / Değiştir )

Connecting to %s