Powered by free wordpress themes

kayseri escort samsun escort bodrum escort ankara escort ankara escort eskişehir escort porno izle izmir escort antalya escort ankara escort ankara escort ankara escort istanbul escort
Anasayfa / Bilim İnsanları / Higgs Bozonu: Sanal Parçacıklar

Powered by free wordpress themes

Higgs Bozonu: Sanal Parçacıklar

Tuhaf kuantum mekaniği ve özel görelilik dünyası :
Şimdi kuantum mekaniğiyle özel göreliliği bir araya getirelim. Birincisi enerji dalgalarınmalarını doğruladığına, ikincisi de enerji ve kütlenin eşdeğer olduğunu gösterdiğine göre kütle dolayısıyla madde dalgalanmaları sonuçlarını çıkarabiliriz bunlardan. Böylelikle boşluk sanal parçacık çiftlerinin sürekli yaratılmasına ve yok olmasına sahne olur…Bu parçacıklar sürekli enerji içerdiklerinden daha hareketlidirler.Boşluktaki bu kuantum hareketliliği gözlemlenebilir. Boşluktaki tam iletken iki metali alalım ; bunlar arasında onları ayıran mesafenin dördüncü kuvvetiyle ters orantılı bir çekim kuvveti oluşur. Bunlar kuantim mekaniği ve özel göreliliğin birleşmesinden oluşan sanal parçacıklardır ve metal iletkenlere baskı yaparak onları yaklaşmaya zorlarlar. Bu gücün yoğunluğunun metrenin on milyarda biri düzeyinde atmosfer basıncına denk olduğu söylenebilir. Buna , bu etkiyi 1940’ların sonunda öngörmüş olan Hollanda’lı fizikçinin adı verilerek “Casimir etkisi” denir. Bu sanal parçacıkların varlığı parçacık fiziğini çok zengin ve çok ilginç kılar.

Yaklaşık yüz yıl önce on kadar fizikçiydiler.. Rutherford,Planck, einstein,Bohr,Heisenberg,Pauli,Dirac,De Broglie, Schrödinger gibi devler ilk düşüncelerinden çıkmış gözüken bu fikirlere bir anlam kazandırabilmek için kafa patlatıyorlardı. Kendilerini kabul ettirmeye başlayan fiziğin bu yeni kurallarını kimse anlamıyordu. Ve bugün tüm dünya ülkelerinin garfisafi yurtiçi hasılatının toplamının üçte birinden fazlası onların keşiflerinin meyvesidir.

 

599234_10151310214766000_1116200858_n

Parçacıkların çarpışması :

parçacık-çarpışmaları-Particle-collision

Tipik bir kimyasal tepkime düşünelim . Bir gazın söz gelimi metanın yanması. Metan molekülleri bir karbon atomu ve dört hidrojen atomundan oluşur. Yanmanın havaya daha doğrusu oksijen moleküllerine ihtiyacı vardır. Metan molekülleri parçalanır ve karbon atomları oksijen atomlarıyla birleşerek karbondioksiti oluşturur, hidrojen atomları ise başka oksijen atomlarıyla birleşerek su molekülllerini oluştururlar. Basit ifadeyle CH4 + 2O2 –> CO2 + 2H2O Tabii her kimyasal tepkime maddenin yeniden örgütlenmesidir. Genellikle kimyanın babası kabul edilen Lavoisier’nin ünlü formülasyonu şöyledir. ” Hiçbir şey kaybolmaz, hiçbir şey yoktan var olmaz , her şey değişir.”

Parçacık fiziği dünyası çok farklıdır. Sözgelimi LHC halkasında iki protonun tek elektronları koparılan hidrojen atomlarının çarpışmasını ele alalım. Bu çarpışma sonucunda fotonlar , W,Z bozonları , kuarkar üst antikuarklar , pionlar ve ileride göreceğimiz gibi bazı ender durumlarda da bir Higgs bozonu oluşabilir. Bir ara daha yakıundan göz atacağımız bütün bu çarpışmalara ilk baştaki protonlarda kesinlikle rastlanmaz. Bir Z bozonu bir protonunun 90 katı yoğun ve bir Higgs bozonu da 126 katı daha yoğun olduğuna göre böyle bir şey nasıl mümkün olabilirdi ? Hayır, maddeye dönüşmüş olan, kütle enerjileri de dahil olmak üzere protonların enerjisidir. İlk baştaki protonlarla hiç ilgisi olmayan bir maddedir bu. Evet gene ve her zamanki gibi E = mc^2 ! Hayır, mösyö Lavoisier , madde kaybolur . Enerji kaybolmaz korunur. Aynı zamanda, kütle ve hızın ürünü olan hareketin niceliği de. Aynı şekilde elektrik yükü gibi daha karmaşık öteki fizik nicelikler de. Aynı şekilde elektrik yükü gibi daha karmaşık öteki fizik nicelikler de. İlk baştaki iki protonun toplam elektrik yükü +2 idi, yani bir elektronun yükünün -2 katıydı ve çarpışma sırasında oluşan bütün parçacıkların elektrik yüklerinin toplamı +2’ye eşit olmalıydı. Farklı parçacık çarpışmalarını inceleyen fizikçiler gündelik algılarımızdan daha uzak ama kaybolmayan başka nitelikler gözlemlemişlerdir , baryonik sayı, leptonik sayı. Bir protonun bir pozitrona ve bir fotona bölünmesini engelleyen ve dolayısıyla maddenin bildiğimiz biçimiyle yapılanmasını sağlayan bu son iki korunum yasasıdır.
Genel olarak iki protonun ya da iki parçacığın çarpışmasının bu önemi nereden geliyor ? Çok olgun ve güneşe doymuş olsalar bile iki çileğin çarpışmasından niçin elma , armut , renkli naylo ipler çıkmıyor ? Çünkü çilekler klasik nesnelerdir ve kuantum nesneleri değildir. M kütlesinin her nesnesi de Broglie  dalga boyu kütlesiyle ters orantılı, belirgin özellikli bir kuantum boyutuyla ilişkilendirilebilir.  λ = h / ( m* c ). H planck sabitidir ve kuantum dünyasını karakterize eder ; c de boşluştaki ışık hızıdır. Sayısal olarak bir çileğin dalga boyutundan çok küçük olan 10^ -40 ‘tır. Bu nedenle çilekler klasik nesnelerdir. 9 * 10 ^-31 kilogramlık kütlesini 10^-15 metrelik klasik boyutundan fazla 10^-12 metrelik bir kuantum boyutu oluşturan bir elektronun tersine , elektronun klasik boyutu oluşturan bir elektronun tersine, elektronun klasik boyutu elektromanyetik etkileşimlerini karakterize eden niceliktir ve e^2 / me c^2 ) / ( 4\pi ε0 ) şeklinde formüle  edilir. Formülde e elektronun elektrik yükü , m kütlesi ve ε0 boğluğun yalıtkanlığıdır, bu boğluğu bir elektrik alanına tepkisini değerlendiren bir fiziksel niceliktir. Planck sabiti küçük olduğundan Noel Baba gibi makroskopik  bir nesnenin bir kuantum davranışına sahip olaiblmesi için 10^-42 kilogramdan düşük bir kütleden çok daha hafif olan Noel Baba’nın havada yer değiştirmesini açıklar.!

Antimadde:

3cacc3654dfc86fe3d2de4e5c42f6707_1369754889

Paul-Adrien-Maurice Dirac bu denklemi ilk kez gördüğünde açıkça çok kötü bulmuştur. Ve sonunda hiç beğenmemiştir. Dirac parlak bir İngiliz fizikçiydi , kısa ve öz konuşmasıyla ünlüydü. Bir öyküye bakılırsa, İsviçreli bir göçmen olan babası onun sadece Fransızca konuşmasını istiyordu ve Dirac meramını bu dille anlatayacağını anlayınca senssiz kalmaya karar vermişti. Bununla birlikte matematik konularında düşüncelerini açıklarken büyük bir yetenek göstermiştir. Hiç değişmeyen bir düşüncesi vardır, doğanın yasaları tutarlı denklemler biçiminde yazılabilmelidir. Bilimsel yaşamının ilk yıllarında o dönemde ne yazık ki görelilikçi olmadığını kabul edilen Schödinger’in denklemini genelleştirmeye çalışırken bir elektronun kuantum davranışını açıklamıştır. Dirac problemin anahtarının Schrödinger denkleminin karekökünü oluşturmakla ilgili olduğunu anlamıştır. X^2 = 1 denkleminin iki çözümü vardır. ( X = +1 ve X= -1 ) Aynı şekilde Dirac da kendi adını taşıyan denklem için iki çözüm bulmuştur. Biri bütünüyle bir elektronla ilgili gözükür. Fizikçilerin çoğu a priori anlamda fiziksel olmayan bu ikinci çözümü bilmezden gelmekle yetinselerdi Dirac tutarlı olmayan bu yurtturmaca çözümü bulurdu. Oysa sonunda bu ikinci çözümün kesinlikle geçerli olduğunu ve pozitron adı verilen yeni bir parçacığın özelliklerini gösterdiğini anlamıştır. bir pozitronda negatif enerji yoktur. elektornunkine zıt bir elektrik yükü vardır pozitronda. Pozitron elektronla birleşmiş antimadde parçacığıdır. Dirac kuantum mekaniğinin yasalarının Einstain’ın göreliliğinin yasalarıyla birleştiğinde her madde parçacığının mutlaka bir antiparçacıkla ( foton ve belki nötrinolar gibi ) [ bu sorun henüz çözülememiştir ] bazı parçacıklar antiparçacıklarıyla özdeşleşebilirler) birlikte bulunduğunu anlarlar. Bu güzel kuramsal keşif birkaç yıl sonra Carl Anderson tarafından deneylerle doğrulanacaktır. Anderson kozmik ışınlar atmosferden içeri girdiğinde ortaya çıkan parçacık demetlerinde elektronlarla aynı kütleye sahip ilginç ama kabarcık odası manyetik alanında ters yönde dönen parçacıklar bulur. Anderson pozitronlarla ilgileniyordu. Dirac da temel parçacıklar ” kaşifleri ” arasında katılmıştı. Bu çok kapalı çevre içinde sadece Wofgang Pauli ( nötrinoyu bulan bilim insanı ) ve başla bazı fizikçiler ile 4 temmuz 2012’den sonra da resmen katılan Peter Higgs vardır.

Hakkında Burak Çankaya

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir