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…?)”
Yorumlar kapalı.