“Alanlar”  maddenin  yapıtaşları  (mı ?)  ( Fields…building  blocks  of the matter…?)

 

Rutherford  Atom Modeli

(Kaynak: Tong’un  sunumu.)

İngiliz  “çok  teorik”  fizikçi  David  Tong’a  göre, canlılar  başta  olmak  üzere,  tabiattaki  maddenin nelerden  meydana  geldiği, diğer  bir  ifadeyle, nelerden  oluştuğu insanlığın kafasını  en  az  2500  yıldan  beri meşgul  eden  bir  soru… !

Bu  yazı David  Tong’un  You  Tube’de  mevcut  olan  “Quantum Fields: The Real Building Blocks of the Universe”  adlı  sunumundan  istifade  edilerek  hazırlandı…

Maddenin  en  küçük  parçasının “atom”  olduğu  düşüncesi Milattan  önceki tarihlere  uzanıyor…J.J. Thompson, 1897’de, atomdan  daha  küçük  ilk  parçacığı, elektronu  keşfediyor… Ancak,  o  zamanki  bilim  insanları  onun  bu  keşfine  inanmakta   zorlanıyor… ( “Elektron”  konusu  bu  sitede  daha  önce  yayımlanan  başka  yazılarda  açıklanmıştı…)

Thompson’un  keşfinden   onbeş  yıl  sonra, Ernest   Rutherford  atonum  yapısını  ilk  açıklayan  bilim  insanı  oldu… 1917’de atom çekirdeğinin  proton  ve  nötrondan  oluştuğu  anlaşıldı… Daha  sonra  da, proton  ve  nötronların  içindeki  “kuark”lar (quark)  keşfedildi… Protonun  içinde  iki “up  kuark”  ile  bir  “down  kuark”  mevcut…Nötronda  ise  bunun  tersi…

Kısaca,  maddenin  yapı  taşları…daha  küçük  alt  parçacıklara  bölünemeyen elektron  ile  iki kuark…!

Çok  basit  ve  sade  olan  bu  sonucu  biraz  derinleştirme  imkani  mevcut… Devam  edelim…

David  Tong, en  güncel  teorilere  göre, maddenin (mass)  parçacıklardan  değil, “sıvı  gibi şeylerden ( substance )” (fluid-like  substances), alanlardan ( fields)  oluştuğunu  söylüyor…

Elektrik  ve Manyetik  Alanlarının  varlığını  ileri  süren  ilk  bilim  insanı Michael  Faraday… İzleyenler  önünde  gerçekleştirdiği  bir  deneyde, elektrik  uyguladığı  ve  hareket  ettirdiği bobinlerin kendileriyle  doğrudan  irtibatlı  olmayan  bir  pusulanın  ibresini  hareket  ettirdiği  gösterdi… Bobinler  ve  pusula  arasında, harekete  sebep  olan  bir  güç  ortaya  çıkmış  olmalıydı…!

Bilim  insanları, elektromanyetik  dalgaların enerji  taşıyan (enerji  bindirilmiş) parçacıklardan  oluştuğunu  ortaya  koydu… Bu  duruma  bir  örnek  olarak, bir  elektromanyetik  dalga  olan ışık  fotonlardan (ışık  parçacıklarından)  oluşmakta… Bilim  insanları,  bu  “parçacık”ların  hepsinin bir  alanının (field)  mevcut  olduğunu  düşünüyor…

Bu  noktada,  bilim  insanları, enerjinin  de paketçikler halinde (discrete, lump)  olduğunu  keşfetti… Kuantum  sözcüğü  bu “kesintili / paketçik” durumunu  ifade  için  kullanılmakta…  Alan  oluşturan  tanecikler…tanecik  oluşturan  alanlar… ! Kuantum  Alan  Teorisi ( Quantum Field  Theory )  bu etkileşim  sahasını  kapsamakta…

Bir  elektron alanın,  üzerine  enerji  bindirilmiş dalgalanmaları (ripple)  elektronu  oluşturmakta…!  Bir su  birikintisi  yüzeyindeki  dalgalanmaların  birbiriyle  ilişkisi  (irtibatı)  gibi, Evrendeki  tüm  elektronların  da, birbiriyle -bir  şekilde-  ilişkili  olması sözkonusu…

Sonuç  olarak, atom-altı parçacık  dünyasının  parçacıkları… artık  yok…  Sadece, sıvı-gibi  davranan (dalgalanan / titreşen) “Alanlar” (Fields)  var…!

Bu  noktada, hatırlanması  gereken  bir  başka  husus “boş  uzayın  gerçekte  boş  olmaması”…  Kısaca,  içindeki  tüm  meddenin  boşaltıldığı (dışarı  atıldığı)  bir  kapalı  haçimde,  hiç  bir  sürekli  parçacık  yok  iken, bir  “Alanın”  mevcut  olmaya  devam  etmesi…!  Gerçekte,  bu  alan, parçacıkların  bir  görünüp-bir  yok  olduğu, “kıpraşan”  bir  alan… (Quantum wacuum  fluctiations…)

Maddeyi  oluşturan  parçacıklara  tekrar  dönüldüğünde, yukarıda  belirtilen  üç  parçacığa  bir  yenisinin  daha  eklenmesi  gerekiyor…. “Nötrino”… Çok  küçük  ve  çok  küçük  olabildiği  için,  çok  da  hızlı  olabilen  bir  parçacık…

Tong’a  göre  Tabiat, bu  dört  parçacıkla  yetinmeyip, dönüp  dönüp, onların  benzerini yaratmış…! Sonunda  ve  şimdilik, bu  parçacıkların  sayısı üçe  katlanarak,  onikiye  ulaşmış…

Elektronun  kütlesi “1”  birim  varsayıldığında, elektron  nütrino’nun  kütlesi   10-6    iken, “Up Kuark”ınki 8, “Down  Kuark”ınki  ise 4  birim..

Elektronla  aynı özellikteki “Muon”un  kütlesi  200  birim, “Muon  Nötrino”nunki 10-6     birim, “Strange  Kuark”ınki 200  birim  ve “Charm  Quark”ınki  ise 2000  birim…

“Tau”nun  kütlesi 3000  birim,  “Tau  Nötrino”nunki 10-6  birim, “Bottom  Kuark’ınki  8000  birim  ve “Top  Kuark”ınki  ise 340 000  birim…!

Bu  oniki  parçacık, daha  doğru  bir  ifadeyle,  oniki  alan  (Matter  Fields)… Bilim  insanları  bu  oniki  alanın birbiriyle, dört  kuvvet (taşıyıcısı)  sayesinde  etkileştiğini (interract)  düşünüyor… Bu  kuvvetler   Gravitasyon, Elektromanyetizma, Proton  ve  Nötron  içindeki  Kuark’ları  birarada  tutan  Güçlü  Nükleer  Kuvvet (Strong  Nuclear  Force)  ve   radyoaktif  bozunmada  etkili  olan  Zayıf Nükleer Kuvvet (Weak  Nuclear Force)…

Elektromanyetik  alanla  ilgili  parçacık  Foton, Küçlü  Nükleer  Kuvvet  alanıyla  ilişkili  parçacık  Gluon, Zayıf  Kuvvet  alanıyla  ilişkili  parçacıklar “W”  ve  “Z”  bozonları  iken,  Kütleçekimi  olarak  bilinen  Gravitasyon alanıyla  ilişkili  olduğu  varsayılan (olası)  parçacık  ise “Graviton”…!

Sonunda, Evreni  oluşturan…16  alan…!  Onikisi  “Madde  Alanı”yken,  son  dördü  de  “Kuvvet  Alanı” (Force  Fiels)…

Alanları  hesaplarken, bir  son  alanın  daha  dikkate  alınması  gerekmekte…”Higgs  Alanı” (Higgs  Field…!) Bilim  insanları,  Higgs  Alanının  parçacıklara  madde  kazandırdığını  düşünüyor… Bu  alanla  ilişkili  olan Higgs  Parçacığının (Higgs  Bozonu) varlığı, 2013’te,  CERN’deki  LHD’deki  deneylerle  ispatlandı… Higgs  Parçacığı  varlığını sadece 10-22   saniye  süreyle  sürdürebilmekte…Dolayısıyla,  varlığı  ancak,  dolaylı  yollardan  gösterilebilmekte…Bu  parçacığın elektronun 2.4×106  katı  kadar  bir  kütleye  sahip  olduğu  hesaplandı…

Buraya  kadar  anlatılanlar “Parcacık  Fiziğinin  Standart  Modeli”… Onyedi  alanlı (parçacıklı)  model…

 

Yararlanılan Kaynaklar:

One thought on ““Alanlar”  maddenin  yapıtaşları  (mı ?)  ( Fields…building  blocks  of the matter…?)

  1. Geri bildirim: “Alanlar”  maddenin  yapıtaşları  (mı ?)  ( Fields…building  blocks  of  the  matter…?) — HAVACILIK VE UZAY | tabletkitabesi

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Google+ fotoğrafı

Google+ hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Connecting to %s