TEMEL PARÇACIKLAR

 

Evrendeki milyarlarca galaksi arasına dağılmış, trilyonlarca yıldızı yöneten, milyarlarca ışık yılı uzaklığa kadar uzanan yasalar, 0,001 cm.lik bir hücre içersindeki kimyasal reaksiyonları da yönetmektedir. Organik hücrenin 0,00001m.lik alanından, evrenin 1026 m.lik alanına kadar, 10 -26 kg.lık atom kütlesinden, 1030 kg.lık Güneş kütlesine kadar aynı yasalar, geçerlidir.

Yapımız, Madde’nin temel yapı taşlarındandır. Gördüğümüz her şey de.. Güneşimiz ve evrendeki katrilyonlarca yıldızlar,üstünde yaşadığımız gezegen, soluduğumuz hava, okuduğunuz bu sayfa, kitabınızı tutan eliniz, hep bu yapı taşlarından yapılmıştır. Küçüğe doğru yolculuğumuzu, biraz daha sürdürelim:

Madde, moleküllerden yapılı, moleküller atomlardan; atomlar, çapı santimetrenin yüz milyonda biri olan elektron bulutundan ve bu bulutun çapından yüz bin kez küçük bir çekirdekten oluşuyor. Çekirdek de proton ve nötronlardan. Her proton ya da nötron, elektronun yaklaşık 2000 katı kütleye sahip. Çekirdek parçacıkları da, daha temel parçacıklardan, kuarklardan yapılı…Nihayetinde, en alt katmana ulaştığımızda, bütün parçacıkların, temel teşkil eden bir enerjinin farklı tezahürleri olduğunu keşfetmemiz gayet yüksek bir olasılıktır. Bu enerji ise, daha da eterik olan bir şeyin tezahürü olabilir. Buna akıl, bilgi ya da düşünce diyebilirsiniz.

Peki çevremizde gördüğümüz şeylerin boyutlarını, hatta kendi boyutlarımızı belirleyen ne? Söyleyelim, moleküllerin boyutları. Bunu belirleyense atomun büyüklüğü. Atomun büyüklüğü, çekirdek çevresinde dönen elektronların yörüngesiyle belirleniyor. Bu yörüngelerin çapıysa, elektronun kütlesine bağlı. Elektron biraz daha küçük olsaydı, yörüngelerin çapı, dolayısıyla da atomların boyutları ve gördüğümüz her şey daha küçük olurdu. O halde elektronun kütlesi , evreni açıklayabilmek için çok önemli. Ama besbelli ki ne uçsuz bucaksız evren, ne de atom parçacıklarının mikro dünyası, tek bir temel parçacıkla açıklanamaz. En hafif temel parçacık olan elektronun yanı sıra, daha başka temel parçacıklar da var.

Standart Model, maddenin temel yapı taşlarını ve bunların etkileşimlerine aracılık yapan; temel kuvvetleri tanımlayan kuramdır. Bu modele göre, bütün maddesel evren, birbirleriyle 4 temel kuvvet aracılığıyla etkileşen; kuark ve leptonlardan oluşur. Örneğin gündelik hayatta gördüğümüz bütün maddeler, yukarı ve aşağı (up ve down) adı verilen kuarklardan ve bir lepton olan elektrondan meydana gelir.

Proton :iki yukarı bir aşağı kuarktan.(uud)
nötron :ise bir yukarı ve iki aşağı kuarktan meydana gelmiştir.(ddu)

Leptonlar ve kuarklar, şimdiki bilgilerimize göre elementer(esas) parçacıklardır. Bu parçacıkların, kendilerini oluşturan başka parçacıkları şimdilik bilinmemektedir.

LEPTONLAR
elektron nötrinosu :Her saniye, milyarlarcası vücudumuzdan geçiyor.
elektron: Elektriksel ve kimyasal etkileşimden sorumlu.
muon nötrinosu:Bazı parçacıkların bozunmasıyla,muonlarla ortaya çıkar.
muon:Elektrondan daha ağır ve kararsız. Ömrü sn’nin 2 milyonda 1’i kadar
tau nötrinosu:Henüz gözlenmedi ancak varolduğuna inanılıyor.
tau:Ağır ve çok kararsız bir parçacık.1975 yılında keşfedildi.
KUARKLAR
Yukarı,u
aşağı,d
üst,ü
alt,a
tılsımlı,t
garip,g

Leptonlar: Elektron, muon, nötrino gibi parçacıkları içine alan ve güçlü etkileşime girmeyen parçacıklar sınıfıdır. Elektron, şimdilik başka parçacıklardan yapılmamış olarak kabul edilmektedir. Leptonların spini(dönüş), ½ ve elektrik yükleri -1 veya 0’dır. Yunanca lepton, hafif parçacık anlamına gelmektedir.

Kuarklar: Elektrona benzeyen kuantum parçacıklarıdır. Elementer(esas) parçacıklar Kuarklardır. Kuarklar, spin ½ ve elektrik yükleri 2/3 veya -1/3 olan parçacıklardır. Şimdilik bilinen 6 kuark vardır. Kuark kelimesi, tuzsuz lor peynirinin almanca karşılığıdır.

Daha hikaye bitmedi. Bir de bu parçacıkları bir arada tutan kuvvet taşıyıcıları var. Onlara da, bozonlar(boson) deniyor. Örneğin, ışık dediğimiz şey, aslında foton ‘dur. Foton bir bozondur, yani elektromanyetik kuvvetin taşıyıcısıdır. Kuark ve leptonlar , birbiriyle 4 temel kuvvet(güç) aracılığıyla etkileşir. Bu kuvvetler:

TEMEL KUVVETLER KUVVET TAŞIYICILARI
1 -KUVVETLİ ÇEKİRDEK GÜCÜ Gluonlar
2 -ZAYIF ÇEKİRDEK GÜCÜ W+,W-,W0 bozonlar
3 -ELEKTROMANYETİK GÜÇ Fotonlar
4 -KÜTLEÇEKİM GÜCÜ Gravitonlar

4 temel kuvvetin varlığı için bir yorum yoktur. Ancak, bu güçler sayesinde evren, bizim için yaşanabilir kılınmıştır, düzen ve istikrarla donatılmıştır.

1-KUVVETLİ ÇEKİRDEK KUVVETİ: Güçlerin en kuvvetlisi, ya da bu güçlerin ürettiği alanların en kuvvetlisi, kuvvetli çekirdek gücü dür. Bu güç sayesinde, atomlar biçimlenir. Atomların ve insanların, atomdan küçük parçacıklara ayrılması; bir proton, bir nötron ve elektron yığınına dönüşmesi engellenir. Kuvvetli çekirdek gücünün kuvvet taşıyıcısı, renkli gluonlar dır.

2-ZAYIF ÇEKİRDEK KUVVETİ: Zayıf çekirdek kuvveti ise, güçlü çekirdek kuvvetinden, yaklaşık 1000 kez daha güçsüzdür. Bir anlamda, çekirdek içersindeki bir arada tutucu güce karşı çalışarak, bazı nükleer parçalanmalara imkan verir. Bazen çekirdek, genel istikrarı korumak için, kendisini azleder. Bazı radyoaktif dönüşümler, çok şaşırtıcıdır. Örneğin bir metal radyum atomu, bir alfa parçacığını(2 proton, 2 nötron) azlettiğinde, metamorfoza uğrayıp, metalden radon diye bilinen bir gaza dönüşür. Yani katı metalden, sıvı gaza tek sıçrayışta geçilmiş olur. Radon gazı da, bozunumu esnasında, aynen radyum gibi bir alfa parçacığı azleder ve tekrar metale dönüşür.

Hem gaz, hem metal; protonlar ve nötronlar gibi aynı yapı taşlarından meydana gelmektedir. Evrenin fiziğine temel teşkil eden şey, işte böylesine şaşırtıcı ve görkemli bir şeydir. Zayıf çekirdek gücünün kuvvet taşıyıcısı, w+,w-,w0 bozonlarıdır.

3-ELEKTROMANYETİK KUVVETİ : Elektrik kuvveti, elektrik yüklü 2 parçacığın, birbirini ittiği ya da birbirini çektiği kuvvettir. Manyetik kuvvet ise, elektrik yüklü bir parçacığın, manyetik alandan geçerken, üzerine etki eden kuvvettir. Bu 2 kuvvet, birbiriyle ilişkilidir. James Clerk Maxwell, 1873 de elektrik ve manyetik kuvvet alanlarının, uyduğu denklemleri buldu. Böylece günümüzde, elektomanyetizma denilen bir birleşik teoriyi, elde etmiş oldu. Bu güç, çok büyük bir menzile sahiptir. Manyetik alanların, yıldızlararası etkileri söz konusudur. Elektromanyetik güç, kuvvetli çekirdek gücünden, yaklaşık 100 kez daha zayıfdır. Kuvvet taşıyıcısı foton dur.

4-KÜTLEÇEKİM KUVVETİ: Kütleçekim gücü ise, kuvvetli nükleer güçten 1042 kez daha zayıftır. En zayıf güç olmasına rağmen, keşfedilen ve sayısal olarak tanımlanan, ilk güç kütleçekimdir. Kuvvet taşıyıcısı, gravitondur. Bir atomun büyüklüğünün 10-10 m. dışına çıkıldığında, çekirdek güçlerinden hiçbiri, etkili değildir. Birkaç cm’nin ötesine geçildiğinde, aynı şey elektomanyetik güç için de geçerlidir. Evrendeki çoğu bölge, kütle çekimin etkisi altındadır. Erken dönem evrendeki gazları, devasa galaktik bulutlara çevirip, daha sonra da, dönen yıldız ve gezegenleri meydana getirecek şekilde sıkıştırarak, evrenin yapısını biçimlendiren şey de kütleçekimi idi. Uzaydan bakıldığında, Güneş, Ay ve Dünya ‘nın kusursuz çemberler olduğu görülür. Buna sebep olan şey de, yerçekimi(kütleçekimi) dir. Her biri, kütlesel çekimin etkisiyle, bütün yönlerden eşit olarak içeri çökerek; birer küreye dönüşmüştür.

Ancak tüm göz alıcı başarılarına, deneylerin kanıtladığı öngörülerine rağmen, Standart Model, Evreni tam olarak açıklayamıyor. Nedenlerine gelince, her şeyden önce kütleçekimini içermiyor. ABD’nin Fermi Ulusal laboratuarı araştırmacılarına göre; ikinci ve aynı derece rahatsız edici bir sorun da, Standart model ‘in, en az yanıtladıkları kadar yeni sorular ortaya çıkarmasıdır. Örneğin, neden yalnızca 4 kuvvet var da 6 değil, ya da 1 değil? Neden yalnızca görebildiğimiz parçacıklar var da başkaları yok? Parçacıkların öyle deli kızın çeyizi gibi, farklı farklı kütlelerini yaratan ne? Fizikçiler, standart modelin derinlerinde, işlerin iyi gitmediği düşüncesinde. “Daha büyük, daha güzel bir kuram; Her şeyin Kuramı olmalı”. Fizikçilerin düşü, her şeyin kuramı … Bu basit, tüm enerji düzeylerinde geçerli, hatta evrenin ilk anlarındaki, sonsuza yakın sıcaklıklarda, her şeyin tek bir noktaya kadar sıkışmış olduğu dönemlere kadar, gidebilecek bir kuram .

Dr. Halil Bayraktar

Kaynak :1) Gerald L. Schroeder, Tanrı’nın Saklı Yüzü , çev.Ahmet Ergenç, Gelenek Yy , 2003.
………..2) Gerard’t Hooft, Maddenin Son Yapıtaşları , Çev. Mehmet Koca, Nazife Özdeş Koca, Tubitak Yy, 1996
………..3) Heınz R. Pagels, Kozmik Kod (Kuantum Fiziği ), Çev. Nezihe Bahar, Doruk Yy, 2003
………..4) Bilim ve Teknik, Ocak 2000
………..5) marmaraüniversitesi.edu.tr/fizik
………..6) onlinefizik.com

 

 

Kaynak 
ys@yaklasansaat.com
Reklamlar

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