Katalog

FOTOĞRAFTEKNİĞİ ISAAC ASIMOV Kaç parçacık var? Cenevre'de çalışmaya başlayan "Büyük elektron pozitron çarpıştırıcısıLEP", fizikçilere, bilinenin dışında parçacıklar dünyasının kapılarını açabilir... Çeviri: Fatma A rtunkal 200 metre yarışı 3 ve6 kulvarlarda ko$an atletlerin ayaklarının göruntusu bozuk Nedenı o anda yere basan atletin hareketının fılmın hızından daha yavaş olması T Fotofiniş: Görevi zamanı yakalamak um sporların anası sayılan atletızmde surat yarışlarının sıralaması fotofiniş makınesıyle yapılıyor Fotofını şin pratıkte ıkı görevi var Ddrecelerı saptamak ve sıralamak Fotofiniş, bır fotoğraf makınesı değıl, kameradır Fotoğraf makınesı olsa bır atletin belırlı bır anda fotoğrafını çeker, ıkıncı fotoğrafı çekene kadar objektıfın önunden dığer atletler geçıp gıdebılırler Bundan dolayı fotofınışı, sınema kamerasına benzetmek daha doğru olur Fotofiniş yarışın son metrelerındekı çeşıtlı pozısyonları çekımde delık' oluşturmadan saptar ve bırçok tartışmayı önler Çok hızlı fotoğraf çekebılen bu makıne, sanıyenın yuzde bırınde göruntu saptamakta Boylelıkle bır sanıyede toplam 100 adet fotoğraf elde edılmekte Bırıncı atlet ıle ıkıncısı ara sında 2 sanıyelık bır fark olacağı duşunulduğunde, tam 200 fotoğrafın ıncelenmesı gerekmekte içındekı fılmın hızı objenın hızına ayarlanmış fotofınışın ob lektıfı, fotoğraf makınesı ve klasık kameranın ob]ektıflerınden farklı olarak devamlı açık kalıyor Objektıfının camı, bıtış çız gısıne yönlendırılmış fotofınışın yenı modellerınde değışık parametreler var Fotofınışın içındekı fılmde, atletlerin göruntulerının altında belıren çızgıler zamanı yansıtıyor Her salısede elektronık lamba fılmın uzerıne bır çızgı çızıyor Dokuz salıse sonra 10 salıseyı gösleren çızgı bıraz daha uzun oluyor Ayrıca her 10 salısede elektronık numaratör zamanı numarayla gosterıyor Fotofiniş fılmının hızı objelerın hızına ayarlandığından bazı hallerde hızlarını değıştıren ob|elerın goruntusunde uzama ya da kısalmalar olabılıyor Fotofiniş, spor alanlarında zaman dılımlerıyle yarışıyor Akan zamanı yakalamak Işte fotofınışın gorevı (C.C ) vrende ve evrenın içındekı her şeyde acaba kaç parçacık var? Daha kaç değışık parçacık keşfedılecek? Fızıkçıler, bu önemlı sorulara lyı kötu bır cevap bulmak uzereler Temel parçacıklar (yanı daha basıt bır şeye bölunemeyen parçacıklar), uç farklı sınıfa ayrılır 1) leptonlar, 2) kuvarklar, 3) bosonlar En önemlı lepton, her yerde bulunan "elektron"dur Bır de ağır bır elektron olan "muon" vardır, ne kı muon, doğada kayda değer nıcelıkte bulunmaz, ancak laboratuvarda yapılabılır Muondan da ağır ve "tanon" denen bır elektron daha vardır Bu parçacıkların her bırı, kendıne bağlı bır "nötrıno" taşır ve bu uç nötrınonun her bırı farkhdır Hepsı beraber, toplam 6 lepton yaparlar E Laboratuvar ürünü antimadde Bır de "antımadde" vardır Antımadde, tıpkı bıldığımız madde gıbıdır, ancak mesela elektrık yuku gıbı bazı belırgın özellıklerı açısından, maddenın tam zıddıdır Antımadde de doğada kayda değer nıcelıkte bulunmaz, ancak laboratuvarda yapılabılır Antımadde 6 değışık "antılepton"dan oluşur Hepsı beraber, toplam 12 lepton ve antılepton yapar Kuvarklar da 6 değışık çeşıttır En önemlı kuvarklar, "upkuvark"lar ve "downkuvark"lardır "Downkuvark"lar, en hafıf olanlarıdır Her yerde bulunan protonlar ıle nötronları bunlar oluştururlar Bır parçacığın oluşması, ağırlığı oranında guçtur En masıf kuvark olan "top kuvark", en hafıf kuvarktan tam 8 bın defa daha ağırdır ve henuz oluşmamıştır, ne kı bılım adamları, bunun varlığından emınler Her bır kuvarkın bır "antıkuvark"ı vardır ve hepsı beraber, toplam 12 kuvark. ve antıkuvark yaparlar Bosonlar, leptonlar ıle kuvarkların bırbırlerıyle ılışkıye gırmesını sağlayan parçacıklardır Bu ılışkı, dört çeşıttır Gravıtasyon ılışkısı (bunun ıçın 1 boson vardır), elektromanyetık ılışkı (bunun ıçın de 1 boson var), zayıf ılışkı (bunun ıçın 3 boson vardır) ve guçlu ılışkı (bunun ıçın 8 boson vardır) Hepsı beraber, toplam 13 boson yaparlar Leptonlar, antıleptonlar, kuvarklar, antıkuvarklar, bosonlar toplam olarak 37 parçacık yapıyor Yanı hepsı bu kadarcık mı'? Durun bakalım Zayıf ılışkı bosonlarının en masıf olanına Z derece parçacık denmektedır Z derece parçacık, en masıf kuvarktan ıkı defa daha masıftır ve ılk kez 1984 yılında gözlemlenmıştır Z derece parçacığı keşfeden ekıbın başında, Italyan fızıkçı Carlo Rubbla bulunuyordu, bu çalışması ıçın bır Nobel Ödulü almıştı Çok masıf bır parçacığın oluşması ıçın ikı sıradan parçacığın çok buyuk bır kuvvet ıle bırbırine bıtıştırılmesı gerekır Parçacıklar, buyuk bır hızla bırbırlerıne çarpar, bırbırlerını ezer ve başka parçacıklardan oluşan bır sprey halıne getırırler Bu çarpışma enerjısı, kutleye dönuşturulebılır, öyle kı oluşan parçacıklar, bırbırlerı ıle çarpışan ılk parçacıklara oranla çok daha masıf olabılırler Carlo Rubbıa, şu sıralarda Isvıçre'de, Cenevre yakınlarında, "Buyuk Elektron Posıtron Çarpıştırıcısı" ıle ("Large Electron Posıtron Collıder", kısa adı LEP) çalışmaktadır LEP çarpıştırıcısının ıçınde bır elektron selı, daırevı olarak bır yönde döndurulmekte, bır pozitron (elektronların antıparçacık eşdeğerı) selı ıse aynı daırevı hareketle tam aksı yönde döndurulmektedır Elektronlar ıle pozıtronlar, bırbırlerıyle tam kafa kafaya çarpışırlar, böylece başka parçacıklar oluşur Çarpışma enerjısı denk duşerse, Z derece parçacıklar da oluşur LEP çarpıştırıcısının yapımına 1981 yılında başlanmıştı Elektronlar ıle pozıtronlar, daıre çevresı neredeyse 17 kat olan daırevı bır tupun ıçınden geçmeye zorlanır Tupun içındekı hava, ortada çarpışacak hava molekullerı bulunmasın dıye boşaltılmıştır LEP çarpıştırıcısı, nıhayet 1989 hazıranında faalıyete geçtı Ve ılk dört hafta ıçınde ılk Z derece parçacık oluşturulabıldı Farklı ikl amaç Aslında LEP çarpıştırıcısı, Z derece parçacıklar oluşturmaya yarayan ılk araç değıldır ABO'de bu amaçla ıkı farklı araç kullanılmıştı Ne kı LEP çarpıştırıcısı, ürettığı enerjının nıcelığını hassas bır bıçımde ayarlayabılme kapasıtesıne sahıp olduğu ıçın Z derece parçacık oluşturmak ıçın en uygun araçtır Bunun anlamı, LEP çarpıştırıcısının tam kapasıte çalışması halınde, bu parçacıklardan bol mıktarda oluşturacağıdır Yanı 1989'un sonlarında, LEP çarpıştırıcısı, aşağı yukarı 100 bın kadar Z derece parçacık oluşturacaktır Ve elde bu kadar çok sayıda parçacık olunca, her bır parçacığın ne kadar masıf olduğu eskıye oranla daha büyuk bır dakıklıkle saptanabılecektır Ayrıca, bır Z derece parçacığın yıkılmadan önce ne sure dayandığını soylemek de mumkun olacaktır Bugune kadar bılınen, bu parçacığın, varlığını, bır sanıyenın mılyarda bırının mılyonda bırı kadar surdurduğu ıdı, ne kı bılım adamları, bundan daha dakık bır sayıya ıhtıyaç duyuyorlar Bılım adamları, Z derece parçacığın özellıklerının daha buyuk bır dakıklıkle bılınmesı halınde, kaç lepton ve kaç kuvark bulunduğunun bu bılgıden çıkanlabıleceğını umuyorlar Bılım adamları, yanıtın sadece 12 lepton ve 12 kuvark olmasından kuşkulanmaktalar, bunların hepsının keşfedılmış olup ıçlerınden bır tek topkuvark,n keşfedılmemış olduğunu duşunuyorlar Ama bu böyle olsa bıle, ne lepton ne kuvark ne de boson olan, bambaşka kategorılere gıren parçacıkların bulunması da pekâlâ mumkundur Evren bızım bıldığımızden çok daha karmaşık olabılır Iki atlet, flniş çizglsine eşit gtrmiş gibi Fotofiniş, aralannc 12 cm'lik farkı bıle saptıyor