Rauf Genel

Science and Technology Website

TwitterFacebookRSS

Temel Parçacıklar
14 Mayıs, 2011  |  Yorum yok  |  Temel Parçaçıklar

Antik Yunan’da bile, filozoflar dünyanın bölünmez atomlardan oluşup oluşmadığını tartışıyorlardı. 19. Yüzyılda ve 20. Yüzyılın başlarında, bilim bu soruya modern atomik teori ve kimyasal elementlerin çoğunun keşfi sayseinde cevap vermiş gibi görünmüştür. Ancak bugün atomik nüklei içerisindeki parçacıkların bile kendi iç yapılarına sahip olduğunuzu biliyoruz. Kuantum fiziği evrende şu an için bilinen en temel parçacıkların özelliklerini araştırmaktadır.

Kuarklar, Elektronlar

Bugün temel parçacıklar hayal edilemeyecek kadar küçüktür-bir atomdan milyonlarca kez küçüktür. Kütle, yük ve etkileşim gibi özelliklerine göre sınıflandırılmaktadır.

Maddenin yapısını daha iyi anlamak için insan vücudunu düşünelim: sayısız hücreden oluşan kalp, ciğer ve kemikler gibi organlardan oluşmaktadır. Bu hücreler atomlardan oluşturulan moleküllerden oluşmaktadır. Parçaları için bu atomlar küçük, diğerlerine nazaran ağır nükleus ve hafif elektronların bir kabuğunu içermektedir. Elektronlar akım bilgisine göre gerçekten de teme parçacıklarken, atomik nükleusun karmaşık bir içyapısı vardır. Her nükleusun pozitif yüklü protonları ve neredeyse kütlesel olarak eşit olan nötronlar denilen eletriksel olarak nötr parçacıklarından oluşmaktadır. Protonlar ve nötronlar sırasıyla kendi iç düzenlemesine sahiptir; her birinin üç ‘kuarkı’ vardır. Bu parçacıklar- hayal edilemeyecek şekilde küçük yerde birbirine sıkışan- sadece kuantum fiziği ve görecelik kuramı yardımıyla tanımlanabilir.

Karşılıklı çekimlerinin enerjisi o kadar büyüktür ki proton ve nötron içerisindeki parçacıklar daima boşluktan oluşurlar ve tekrar boşlukta kaybolurlar.

Kuantum fiziğinin temel yasası tüm nesnelerin dalgaya benzer ve parçacığa benzer özelliklerinin olmasıdır. Bu nedenle elektriksel ve nükleer kuvvetler bile kuvvet taşıyan parçaçıklar aracılığıyla parçacığa benzer dalgalarda hareket ederler. Bunların bir çeşidi zaten tanıdıktır: foton. Elektromanyetik radrasyonun bu kuantumu tüm elektriksel ve manyetik etkileşimler için taşıyıcıdır. Ayrıca, elektronun daha ağır iki kardeşi vardır: müonlar ve tau parçacıkları. Atomik nükleideki protonlar ve nötronlar içerisinde bulunan yukarı ve aşağı kuarkların her biri iki daha büyük akrabaya da sahiptir. Ayrıca, elektronlar ve her biri elektriksel olarak nötr olan ve neredeyse –ama tamamen değil- kütlesiz olan nötrino denilen eşlere sahiptir.

Evrende tüm bilenen maddeler bu parçacıklardan oluşmaktadır: kuarklar, elektronlar ve nötrinolar.

Temel kuvvetler

19. yüzyılda, James C. Maxwell elektromanyetizm ve optik teorilerini birleştirmiştir. Bugün kuantum alan teorisi sadece yer çekimini hariç tutarak doğanın dört temel kuvvetinden üçünü bir araya getirmiştir.

Yasada, yer çekimi ve elektromanyetik kuvvet tüm mesafelerde etki eder, ancak etkileri ayrılma mesafesinin karesine oranla azalmaktadır. Yani iki kuvvet de benzer özellikler taşımaktadır. Şu an için yer çekimi genel görelilik teorisini kullanarak tanımlanabilir. Ancak bu teori temel parçacıklar düzeyinde parçalanır. Diğer taraftan, kuantum alanı teorisini kullanarak bir elektromanyetizm tanımlaması olan kuantum termodinamiği büyük bir kesinlik ile atomlar ve moleküller arasında olduğu kadar atomik elektron kabukları içerisinde de etkileşimlerin tümünü açıklar.

Güçlü ve zayıf etkileşimler

Bir karı koca ekibi Pierre ve Marie Curie ile Antoine Henri Becquerel tarafından radyoaktivitenin keşfi fizikçilerin dikkatini iki ek doğal güce çekmiştir. Biri elektromanyetik etkileşimlerden daha kuvvetlidir ve bu nedenle güçlü etkileşim olarak adlandırılır. Güç parçacıklarına glüonlar denir. Sadece kuarklar bu kuvvetten etkilenir çünkü bunlar renk yükü taşıyan tek parçacıktır. Görsel renge benzer şekilde, renk yükünün üç<çeşidi vardır ve farklı renklerin üç kuarkı renksiz bir proton oluşturmaktadır. Güçlü etkileşim öyle iyi korunur ki sadece 33-50 fitten daha az mesafelerde parçacıkları etkilerler. Zayıf etkileşim ya da zayıf nükleer kuvvet radyoaktif beta çözünmesi gibi süreçlerde bulunur. Bilinen tüm parçacıklar bu etkileşimden etkilenmektedir. Temel etkisi kuarkların elektronlara ya da nötrinolara ya da tam tersine dönüşmesidir. Burada, kuvvetin etkili olduğu mesafe de oldukça azdır.

Zayıf ve güçlü etkileşimler radyoaktivitenin sebepleridir – yani atomik nükleinin dönüşümü çeşitli radrasyonların yayımı ile birlikte gelmiştir. Radyoaktivite alfa bozunumu, iki protonun ve iki nötronun nükleustan birlite ayrıldığı nükleer parçalanmanın özel bir çeşididir. Beta çözünmesinde, elektronlar beta radrasyonu gibi yayılır, gama çözünümü emisyonları oldukça yüksek enerji protonlarıdır. İki parçada fizyonları gibi büyük nüklei içerisinde diğer bozunum süreçleri iki hafifin füzyonunun yaptığı gibi enerji üretir, zayıf bir şekilde bağlı çekirdek.

Son yazılar
9 Haziran, 2012 0 comments
Bir sonraki 2117′de

 Devamını Oku

23 Mayıs, 2012 0 comments

 Devamını Oku

Yorumlar
Leave your comment
Name:  (required)

Email:  (required, will not be published)

Website:  (not required)

Message:  (required)

Copyright Rauf Genel © 2010. All Rights Reserved.
Webdesign By Armando Boni