Katalog

28 yıl sonra gelen NOBEL FM İ ( Z .,. ÖDULU WeinbergSalam'ın elektromanyetik ve zayıf etkileşmeleri birleştirmek için önerdikleri teorideki sonsuzlukların sistematik olarak giderilebileceğini böylece tutarlı bir ayar alan teorisi olduğunu gösterdiler. Böylece bu teoride daha yüksek mertebede hassas hesaplar yapılabiliyor. yuklu elektrona benzer leptonlar e, \ı ve t 'nrn her bırının goruldugu gıbı kendı notnnoları bulunuyor Ara bozonlar ıse y W'ler ve Z, bır de g'ler olarak goruluyor Hıggs alanı H'ye sonra donecegız Saydıgımız dort etküeşme (ama ozeUüde ük uçu) de bır Ayar Teorısı yapısına sahıp Ayar Teorüerı'nde ara bozon alanlannda yapüan bazı donuşumler dıger (elektron kuark vs) alarüa nnda yapüan başka donuşumlerle telafi edüerek bır degışmezlık saglanıyor bu degışmezlık şar tı da bıze etküeşım yasasını bulmak ıçın temel bır prensıp saglıyor Bu donuşumler elektro manyetızm ıçın soyut bır duzlemde donme ope rasyonundan ıbaret dıgerlerı ıçın üaden fazla boyutlu uzaylarda donmeye karşüık gelıyorlar Duzlemde donmeler sıra degıştırebüır cınsten ve teonlere Abelyen adı verüıyor Daha karmaşık donuşumlenn sırasının onemlı olduğu ayar teorderıne ıse (bulanlann adıyla) YangMills teonlerı denüıyor Elektrodınamıgın Kuantum Alan Teorısı yanı Maxwell teorısının tasvır edebıldıgı klasık Maddenin temel yapı taşlanm ve etkileşmeleri tanıyan alanlann otesındekı Kuantum ve relatıvıst etküe "ara bozon'lar rı de açıklayabüen teorı, Schwinger, Feynman, Tomonaga, Dyson ve başkaları tarafından de dolaysızca etkıleşebılıyorlar Gluon foton ve gravıton 1950 lere dogru bıtırüdı gıbı etküeşmeyı taşıyan parçacıklara ara bozon denüıyor Şımdı zayıf etkileşmenin bır ornegını verelım Burada çok zor bır problem şu ıdı Şekü 2 de gorulBır serbest protonun kendılığınden bu başka parçacıga dugu gıbı Kuantum teorısı bır parçacıgın etrafında daımı donuştugu gorulmuş degıl, serbest bır notron toplulugu olarak yaraülıp yok olan vırtuel parçacıklara yol açıyor ıse yaklaşık 10 dakıka ıçmde sayıca yarüanıyor Nötronlar du, bunlann kutle ve s^^^fc». zayıi etküeşme ıle bozunarak gerıde bır proton bır elekt yuk gıbı pa. ^ "^ i ^ " ' ^r ron ve elektron anü notrınosu (ılerıde antı notrmo ve not r a ^ < / < ... W *m rınolan kısaca sadece notrıno (v) adıyla anacagız) adlı yuksuz belkı tam kutlesız belkı ancak elektronunkınden de haCf bır kutlesı olan parçacıklar bırakı 1 yorlar Bu, notronun ıçındekı bır fazla alt kuar J kın bır ust kuarka donuşmesı (böylece de bır ' proton oluşması) bu arada da bır elektron ve notrınonun ortaya çıkması ıle gerçekleşıyor Notrıno zayıf etkıleşme (bır de ılk paragrafta belırt tıgımız gıbı ondan bıle daha zayıf olan fakat kımserun ka çamadıgı gravıtasyon) dışında da bır etküeşme tanımıyor Şu anda bu yazıyı okurken uzaydan gelen, Avustral KUçük Olçeklere Indlkçe metreya'dan dunyaya gıren sonra da sızm vucudunuzu delıp her temel parçacıgın lere hassas ve geçen çok sayıda notrıno hıçbır şeye rastlamamış gıbı etfafında kuvantum dal ufak duzeltmeler yollarma devam edıyorlar sız de bır şey hıssetmedınız galanmalarından oluşan getırmelerı (sa§lıgınızd da hıçbır zarar gelmedı1) vlrtüel parçacıkantl beklenırken Notrıno da elektron gıbı daha temel parçacıklara parçacık btriutu hesaplar sonındırgenemıyor suz nptıceler Bu ıkılı gıbı zayıf ve/veya elektromanyatık etkıleşme verıyordu Bu yapan fakat kuvvetlı etkıleşmeyı tanımayan parçacıklara sonsuzlukların teorıye sistematik bır şeküde yedırüıp Iepton denüıyor, kuarklar ıse ek olarak kuvvetlı etküeş ayüdanması ıçın Renormalızasyon dıye son derece kar me de yapabüıyorlar Kuarklann hıçbır zaman tek başlan maşık bır yontemın ıcat edılmesı gerektı bu arada Feyn na go7İenemedıklerını ya uç kuarkın (proton gıbı) ya da man ın dıyagram tekruklerı de hesaplarda buyuk kolaylık kuark ve antıkuarkın bağlı durumlannın gorıüdugunu sağladı Sonsuzluklar çıkartüınca kalan netıceler deneyboyle kuark baglı sıstemlerının de hadzon dıye adlandılerle on müyarda bır hassasıyetle uyuşuyordu1 rüdüdannı belırtelım 1967 ve 1968 de S. Weinberg ve Abdus Salam Zayıf etküeşmeyı hangı parçacıklar taşıyor' Burüar zayıf VP elektromanyetik etküeşmelerın bır Yang Müls artı ve eksı yuklu ıkı tane W bır de yuksuz Z adlı uç ara Ayar alan teorısı çerçevesınde bırleştırılrnesını onerdıler bozon Etküeşmenın zayıflıgı bunların foton ve gluonların Bu durumda gayet ağıı W vo Z pdrçacıkları ıle kutlesız fo aksıne gayet ao;ır olmalan kutlelen proton kutlesının yak ton arasında bır sımetrı bulundugunu yanı bır anlamda W laşık yuz katı1 ve Z nm de kutlesız olduğunu kabul etmek gerekıyordu1 Aslında bunu sağlamak mumkun gıbı gorunuyoıdu Teoı ı Şımdıye kadar tarattıgımız parçacüdan Şekil 1 de ye Modern Aether (Esır) dıye tanınüayabüecegunız bur toplu olarak gorebüırız Burada kuark renkleı ı belırtümı Hıggs alanı eklersek W ve Z aslında kutlesız olduklan yoı çeşnı olarak ıse u, d, c, s, t ve b kuarklaıı var Eksı 657/H oğada dort temel etküeşme veya 'kuvvet bılryo ruz Kuvvetlı elektromanyetik zayıf ve gravıtas yonlu (Kutleçekıınsel) etkıleşmeler Bunları en şıddetlısınden en zayıfına dogru sıraladık Fn başta Gravitasyondan kaçış olmadıgını belırtelım Bır şey fızıksel olardk varsa yanı enerjı ıçenyorsa (Eınstem ın madde enerjı donuşebılırlıgını gostermesınden berı LÜ parça ŞC cıklan yanı elektromanyetik etkıleşmeyı taşıyan ara parçacıklar nam ı dığer fotonlarda (y) oldugu gıbı kutlesız enerjı olabüdığını bılıyoruz) dığer enerjı ıçeren şeylerle Gravıtdsyon yolu ıle etkıleşmeye mecbur Bu kuvvet aslında elektromanyetik kuvvetten yuz müyar kere yuz müyar kere yuz mılyar kere yuz mılyar ke re daha zayif fakat ıkı sebepten dolayı buyuk kutlelerde kendını hıssetürıyor (a) Uzun erımh zıra bu etkıleşmeyı taşıyan gravition adı verılen (henuz varsayımsal) parçacık da foton gıbı kutlesız (b) Sadece çekım yapabılıyor böylece ters elektrık yuklerden gelen çekmenın ve ıtmenın bırbırlerını perdeleyerek uzun mesafelerde yok etmelerı soz konusu degü Bu yazının konusu aslında ıkıncı ve uçuncu saydıgı mız etkıleşmelerle ügılı fakat bunlan anlatabılmemız ıçın once maddemn en temel yapıtaşlarını bıraz tanımamız gerekıyor D Cihan Saçlıoğlu (*) Madde mıkmetrenın on mılyonda bırı çapında atomldrddn meydana gelıyor bu hacım aslında atomun kutlesının ancak 4 üâ 5000 de bırını veren elektronlarm (e) bulundugu bolge Atomun esas kütlesi ıse yuz bın defa daha kuçuk yarıçaph olan çekırdekte topldnmış durumda Çekudegın ıçırıde sayıca elektronlara eşıt elektrık yuklerı onlannkının tersı kutlelen ıse elektronlardan yak laşık 2000 defa daha fazla olan protonlar ve sayüarı bunlardan bıraz daha çok olan nötronlar var Notronları kabaca protonlann elektrık yuku taşımayan bır turu olarak duşunebılırız kutlelen de protonlardan çok az fazla Elektron bugun büdıgımız kadan ıle başka daha te mel parçacıklardan yapılmış degıl buna karşüık proton ve notron uçer tane daha hafıf "kuark" adlı parçacıgın bır araya baglanması ıle oluşuyor Gırışte saydığımız kuvvetlere donersek elektronla n çekırdektekı protonlara baglayan ters yukler arasındakı elektrostatik çekım, protonlar ıse bırbırlenne yuzbın defa daha yakın olduklan ıçın yuz bının karesı yanı on mılyar katı bır elektrostatik kuvvetle aynlmaya zorlamyorlar Bunu yenerek onları çekırdege notronlarla beraber hapsederı etken ılk sdydıtymız kuvvetli etkileşme; bu kuvvet boyle çok kısa mesafelerde baskın olmasına rağ men çekırdek dışma etkısını ulaştıramayacak kadar kısa menzılü Aslında kuarkları bağlayaidk proton ve noüun oluşturan da kuvvetlı etküesme Pıoton ıkı tane ust (u), bır tane alt (d) çeşnüı kuarktan oluşuyor notronda ıkı alt bır ust kuark var Ibp larn altı çeşnı kuark her kuarkın da uç farklı renklı kop yalan var burada çeşnı ve renk kelımelerının sadece ku arklarm bazı ozellıklerını ayırmak ve sınıflandırmak ıçın ıcat edılmış teknık terımler olduklan sadece mecazî bır çagnşım ıçın bu gundelık sozcuklerın seçüdıgını belırte lım Kuvvetlı etkıleşım de foton gıbı kutlesız olan qluon (g) 'tutkal parçacıgı ıle taşınıyor yalnız bunlardan sekiz tane vaı ve fotonlardan farklı olarak gluonlar bırbırlerı ıle Maddenin içine bakış