Zaman Yolculuğunu Araştırma Merkezi © 1998  Cetin BAL - GSM:+90  05366063183 -Turkey / Denizli 

Enerji Eşittir Kütle

 

Deniz suyunun isisi bir litre kaynamis suya oranla kat kat daha fazladir. Çünkü isi bir enerji ölçüsüdür ve deniz suyunun muazzam miktardaki kütlesinin içerdigi enerji bir litre kaynamis suyun enerjisinden milyarlarca kez daha büyüktür. Böyle oldugu halde basimizdan asagi bir litre kaynamis su döktügümüzde haslaniriz da denize girdigimizde hiçbir sey hissetmeyiz. Hatta deniz suyunun sicakligi düsükse üsürüz. Bunun nedeni denizin isisinin dagilmis durumda olmasidir. Oysa bir litre kaynamis suyun isisi (yani enerjisi) küçük bir alanda yogunlasmistir. Ayni olgu günes isigini bir noktada toplayan merceklerde görülür. Mercek yardimiyla günes isigini bir noktada toplayip, bir kagit parçasini tutusturmak olanaklidir. Öyleyse önemli olan enerji miktari degil, enerjinin yogunlasma derecesidir.

Peki, enerji çok daha fazla yogunlastiginda ne olur? Hemen herkes Einstein'in ünlü formülünü bilir: E=mc². Bu basit formülün içerdigi anlam aslinda çok büyüktür. Sözle ifade edersek söyle söylememiz gerekir: Enerji esittir kütle. Öyleyse enerji yeteri derecede yogunlastiginda maddeye dönüsür. Bunu söyle de ortaya koyabiliriz: bir maddenin enerjisini yeterli oranda arttirdigimizda o maddenin kütlesi enerjiye dönüsür. Küçük bir kivilcim yaklasik 1000 C derece sicakliga sahiptir. Aslinda enerjisi çok küçüktür, ama yogunlasmis durumda oldugundan bizim görebilecegimiz düzeyde isik üretir. Bu küçük kivilcimin enerjisini çok küçük bir hacimde yogunlastirirsak onu kütleye dönüstürürüz. Einstein'in Özel Görelilik teorisinin bir son ucu olan bu durum deneylerle ispatlanmistir. Örnegin bugün CERN' de yapilan deneylerde iki parçacik (elektron ve karsi-elektron, yani pozitron ) parçacik hizlandiricisinda hizlandirildiktan sonra çarpistirilmakta ve yeni parçaciklar elde edilmektedir. Çarpismadan sonraki madde miktari, çarpisma öncesinkinden kat kat daha fazladir. Rakamlarla ifade edersek, 25 milyon kilowat-saat enerji bir gram maddeye esittir, yani büyük bir sehrin yaklasik bir günlük enerji tüketiminin tamamini maddeye dönüstürürsek bir gramlik bir kütle elde ederiz.

Bu yüzyilin basinda Einstein'in ve diger büyük fizikçilerin yaptigi çalismalar sonucu gündelik hayatta kullandigimiz kavramlarin "bilimsel" anlamlari degismistir. Artik çevremizdeki dünyayi ve evreni daha iyi anliyoruz. CERN (Avrupa Nükleer Arastirma Konseyi) basta olmak üzere dünyanin birçok yerinde bu yeni fizik teorileri test edilmekte ve insanoglu kendisini yaratan evreni her gün biraz daha fazla kesfetmektedir.

Öyleyse neden enerjinin maddeye dönüsmesi olgusunu gündelik hayatta görmüyoruz? Örnegin neden iki elmayi çarpistirdigimizda yeni elmalar, portakallar ya da degisik maddeler elde etmiyoruz? Aslinda bu teorik olarak olanaksiz degil. Gündelik hayatta enerjinin maddeye ya da maddenin enerjiye dönüsmesini gözlemleyemememizin baslica üç nedeni vardir:

  1. Normal kosullarda enerji maddeye dönüsecek kadar yogunlasmis degildir. Madde elde etmek için, günlük hayatta karsilastigimiz enerjiyi milyarlarca kez yogunlastirmak gerekir.
  2. Enerjinin maddeye dönüsmesi sonucu ortaya çikan parçaciklar bizim göremeyecegimiz kadar küçüktürler. Çevremizde sürekli parçaciklar (elektronlar, protonlar, muonlar) çarpismakta ve daha fazla miktarda parçacik ortaya çikmaktadir (ayni zamanda yok olmaktadir) ,ama biz bunlari kendi gözümüzle göremeyiz. Bunlari ancak parçacik dedektörleriyle saptayabiliriz.
  3. Ayrica bunlar birlesip görünebilir maddeler meydana getirebilecek kadar uzun yasamamaktadirlar. Yasam süreleri saniyenin milyarda biri civarindadir. Bunlarin çogu tekrar enerjiye dönüsür ve bu enerji yeni parçaciklarin ortaya çikmasina yarar. Bu zincirleme dönüsüm kararli parçaciklarin meydana gelmesine kadar sürer. Bizim dünyamizi olusturan her sey bu kararli parçaciklarin (elektron, protonlar, muonlar) çesitli kombinasyonlarindan meydana gelir. Oysa yüksek enerjilerde yüzlerce farkli parçacik ortaya çikar. Içinde yasadigimiz evrende madde adini verdigimiz her seyi (vücudumuz, gezegenimiz, günes, yildizlar, ...) olusturan bu üç parçacik (esas olarak proton ve nötron) yaklasik 15 milyar yil önce,evrenin baslangicinda ortaya çikmislardir. Simdilik bu parçaciklari meydana getiren (Big Bang'deki) o muazzam enerjinin kaynagini bilmiyoruz.

Deneylerle desteklenen teoriler sonucu günümüzde söyle bir evren modeli ortaya çikar:

Evrende dört kuvvet bulunmaktadir: 1) Çekim kuvveti; 2) atomlari birbirine baglayan elektromanyetik kuvvet; 3) atomun çekirdegindeki proton ve nötronlari birarada tutan güçlü kuvvet; 4) radyoaktiviteden sorumlu zayif kuvvet (gravitation, electromagnetic force, strong force, weak force; bakiniz resim 1).

'Çekim kuvveti' bütün parçaciklar üzerine etkide bulunur,ama ayni zamanda da en zayif kuvvettir. Bu yüzden de küçük boyutlu ölçümlerde hesaba katilmaz. Diger üç kuvvet çevremiz de gördügümüz hemen hemen tüm fiziksel olgularin (yerçekimi ve yildizlarin konumu gibi olgular hariç) sorumlularidir (elektronik, isik, nükleer güç, atomlardan meydana gelmis bütün maddeler, ... vb). 'Elektromagnetik kuvvet' elektrik yükü tasiyan parçaciklar arasinda etkilesimde bulunur. Örnegin atom çekirdeginde bulunan protonun etrafindaki elektron ile baglanmasini saglar. Bu üç kuvvetten en zayifi olan 'zayif kuvvet' ise, örnegin çekirdekteki nötronun bozunup (decay) elektron göndermesine neden olur. Günümüzde fizikçilerin en büyük ugrasi bu kuvvetleri tek bir kuvvette toplayacak bir teori yaratmaktir. Nitekim 'zayif kuvvet' ile 'elektromagnetik kuvvet'i ayni kuvvetin iki ayri görünümü olarak ifade eden bir teori bulunmus ve deneylerle ispatlanmistir (Elektrozayif kuvvet), (resim 2). Modern evren kuramina göre, evrenin baslangicinda bütün bu kuvvetler biraradaydi. Çok kisa bir zaman dilimi (saniyenin milyarda biri gibi) içinde kuvvetler ayristi ve parçaciklar meydana geldi.Bu parçaciklar da su anda içinde yasadigimiz evreni ve o evreni sorgulayan biz insanlari meydana getirdi...

Madde dedigimiz sey ise, bildiginiz gibi moleküllerden meydana gelmistir. Molekülleri olusturan atomlardir ve atomun isim babasi Demokritos'un dediginin aksine bölünebilirler; çekirdek ve elektronlardan olusurlar. Her degisik türden madde (burada 'madde'yi gündelik dildeki anlaminda kullaniyorum) onu olusturan moleküllerin çesitli kombinasyonlarindan meydana gelir.Ayni sekilde, moleküller de çesitli atomlarin birbirine eklenmesiyle ortaya çikar. Kimya dilindeki element sözcügü, farkli atom yapisini belirtmek için kullanilir. Yani her elementin farkli bir atom yapisi vardir. Bu fark atom çekirdegindeki proton ve nötronlar ile bunlarin etrafindaki elektronlar'in sayisindan ileri gelir. Örnegin en hafif element olan Hidrojen atomunda çekirdegi meydana getiren bir proton ve bunun etrafinda dönen bir elektron bulunur. Bu elektron yörüngesi'nin çekirdege uzakligi çekirdek boyutunun yaklasik 10000 katidir (bir kilometre çapinda bir dairenin içindeki tenis topuna orani kadar). Atom çekirdegi bölünebilindigi gibi, onu olusturan proton ve nötronlar da daha temel parçaciklardan, kuarklar'dan meydana gelirler. Günümüz fiziginde kuarklar temel parçacik olarak kabul edilirler. Öte yandan, çekirdegin etrafindaki elektron da temel parçaciktir; yani bölünemez olarak kabul edilir (resim 3).

Yüzlerce parçacik, bu kuarklarin ve anti-kuarklarin ikili ya da üçlü kombinasyonlarindan olusur. Evrenin baslangicindaki yüksek enerjide bu olanakliydi, ama simdi bu çesitli parçaciklari ancak parçacik hizlandiricilarindaki çarpismalarda ve uzaydan gelen kozmik isinlarda görebiliyoruz. Evrendeki bütün maddeler ise yalnizca proton, nötron ve elektrondan olusur. Proton ve nötron ise daha temel parçaciklardan, yukari ve asagi kuarklarindan meydana gelmistir. Dolayisiyla, evrendeki her sey yukari, asagi kuarklarindan ve elektrondan olusur. Evrendeki maddelerin içinde neden karsi-parçaciklardan (örnegin anti-proton gibi) meydana gelmis olan maddeler bulunmadigi, yani neden evrende karsi-madde bulunmadigi, varsa bile neden maddeden çok daha az miktarlarda oldugu sorusu ise simdilik yanitlanamamaktadir.

Pamuk prensesin yedi cücelerine benzer isimler alan bu parçaciklarin hikayesini kavramsal olarak, sözle anlatmaya kalktigimizda ortaya modern bir peri masali çikiyor. Oysa matematik olarak çok saglam bir teori bu, ve deneylerle de hergün yeniden ispatlanmakta. Bütün bu parçaciklar kendi içlerinde, matematikteki grup teorisine göre gruplar olustururlar ve tamamen matematiksel varliklar gibi davranirlar.

Süphesiz bu karmasik matematiksel teori fizikçiler tarafindan bir anda bulunmadi. Daha 1930'larda, görelilik ve kuantum teorileri çoktan bulunmusken, fizikçiler evrende üç temel parçacik bulundugunu söylüyorlardi: proton, nötron ve elektron. Simdiki gibi bir "Standart Teori" görünürlerde yoktu. 20. yüzyilin ortalarina dogru fizikçiler uzaydan gelen kozmik isinlari fark ettiler ve bilinen üç parçaciktan baska parçaciklar da olabilecegini düsünmeye basladilar. Ayrica atom çekirdegindeki proton ile nötronu birarada tutan güçlü kuvvetin etkilesiminde baska bir parçacigin yer almasi gerektigine iliskin teoriler yayginlik kazanmaya baslamisti. Böylece fizikçiler parçacik avina çiktilar. Bunun yani sira, maddenin daha temel yapitaslarini arastirma ugrasi da devam ediyordu. Fizikçiler önce yüksek daglarin tepelerinde laboratuarlar kurdular. Kozmik isinlari gözlemlemenin en iyi yolu buydu. Böylece bilinen üç parçaciktan farkli olan pion parçacigi bulundu (pion da proton gibi bir hadrondur, ama iki kuarkdan olusur). Daha sonra yüksek enerjiler gerekince fizikçiler yere indiler ve parçaciklari yapay olarak üretmek için hizlandiricilar kurmaya basladilar. Ilk parçacik hizlandiricisi Berkeley cyclotron'udur(1932).

CERN

Dünyanin en büyük parçacik fizigi laboratuarlarindan biri olan CERN, 29 Eylül 1954 yilinda 12 Avrupa ülkesi arasinda yapilan anlasmayla Cenevre'de kuruldu. Kurumun amaci, Avrupa ülkelerinin güçlerini birlestirerek, ortak bir program çerçevesinde parçacik fiziginin gelismesine katkida bulunmakti. Kurucu üye ülkeler sunlardi: Belçika, Danimarka, Bati Almanya, Fransa, Yunanistan, Italya, Hollanda, Norveç, Isveç, Isviçre, Ingiltere ve Yugoslavya. Avusturya üyelige 1959'da alindi. Su anda 17 üyesi olan CERN'e (*) üye olan diger ülkeler Finlandiya, Macaristan, Polonya, Portekiz ve Ispanya'dir. Ne yazik ki Türkiye üye degildir; gözlemci statüsündedir. Yaklasik üç bin fizikçinin çalistigi CERN'nin yillik bütçesi bir milyar Isviçre franki kadardir.

Üye ülkelerin yanisira, dünyanin hemen her ülk esinden gelen fizikçiler CERN'deki çesitli projelere katilmaktadir. Ayrica CERN'de yapilan her çalisma aninda dünyanin her tarafina bilimsel dergiler ve bilgisayar agi araciligiyla iletilmektedir.

(*) Son yillarda Yugoslavya'nin üyeligine son verilmistir.

CERN'in adi Avrupa Nükleer Arastirma Konseyi'dir, ancak CERN bir nükleer enerji merkezi degildir. Nükleer enerji merkezlerinde birtakim maddelerden (uranyum, plütonyum gibi) enerji elde edilir. Oysa CERN'de bunun tam tersi bir islem sözkonusudur. CERN'de çok küçük miktarlardaki enerji çok ileri derecede yogunlastirilir (condenced) ve böylece madde elde edilir. Örnegin, iki parçacik çarpi stirildiginda bunlardan açiga çikan enerji maddeye dönüsür ve daha çok miktarda parçacik elde edilir. Yine de, 41 yillik deneyler sonucu ortaya çikan madde miktari bir miligrami geçmez! (resim 4)

CERN'nin esas amaci temel bilimlere hizmet etmektir, yeni teknolojiler üretmek degil. Ama süphesiz CERN'deki bilimsel arastirmalar süresince bir çok teknolojik yenilik ortaya çikmistir.

CERN'deki ilk parçacik hizlandiricisi 600 Mev'lik synchro-cyclotron 1957'de faaliyete geçti ve uzun zamandir beklenen pion bozunumunun (pionun elektron ve nötrinoya bozunumu) gözlenmesini sagladi. 1958'de tamamlanan proton synchrotron'u protonlari 24 Gev enerjisine kadar hizlandirabiliyordu. Bu o yillarda erisilebilen en yüksek enerjiydi. 1960'larda parçaciklari gözlemlemenin en yaygin yöntemi, onlarin kabarcik odasinda (buble chamber) biraktigi izlerin fotografini çekmekti. Etrafindaki magnetik alan sayesinde, yüklü bir parçacigin kimligini biraktigi izden çikarmak kolaydi. Proton hizlandiricisindan gelen yüksek enerjili protonlar, kabarcik odasinin içinde bulunan sivinin atomlarinin çekirdegiyle çarpisinca ortaya yüksek enerjili bir çok parçacik çikar. Bunlar, kaynama noktasina yakin olan sivinin içinde yol alirken, yüksek enerjileri sayesinde kabarciklar olustururlar. Ayni anda fotograflari çekilir ve bu fotograflar tek tek incelenerek parçaciklarin özellikleri saptanir. Bu yolla, 1950 - 60'larda yüzlerce parçacik bulundu. Artik fizikçilerin üç parçacikli (proton, nötron ve elektron) güzel bahçesi yikilmis, yerini kimsenin içinden çikamadigi, yüzlerce parçacikli bir cangil almisti.

Daha sonra, toplanan bu veriler sayesinde, parçaciklarin kendi aralarinda gruplar olusturduklari ve daha küçük parçaciklardan meydana geldikleri kesfedildi. Böylece kuark teorisi ortaya çikti. O yillarda yapilan bu çalismalar, bulunan yeni parçaciklar, sonralari gelistirilen standart fizik teorisinin (yerçekimi hariç evrendeki diger üç kuvveti birlestirmeye çalisan teori) ve kuark teorisinin temel malzemesini olusturmustur.

Ayrica, modern parçacik dedektörlerinin gelismesinde de CERN'deki çalismalarin büyük rolü vardir. 1968'de multiwire proportional chambers ve drift chambers denilen yeni tip elektronik parçacik dedektörleri CERN'de gelistirildi. Bunlar sayesinde çok daha hassas ölçümler yapmak ve parçacigin izlerini aninda saptamak olanakli hale geldi. Bu dedektörler, içinden geçen parçacigin yönünü, enerjisini ve zamanini verir. Temel ilke, parçacigin dedektörün içinden geçerken iyonizasyona (yani atomlardaki elektronlarin kopmasina) yol açarak, elektrik sinyalleri yaratmasidir. Süphesiz bilgisayar alanindaki gelismeleri de unutmamak gerekir. Saniyenin milyarda biri kadar küçük zaman dilimlerinde mily arlarca veriyi, elektrik sinyallerini toplamak ve bunlari degerlendirmek için devasa bilgisayar programlari ve gelismis elektronik devreler gerekiyordu. Böylece elektronik ve bilgisayar alaninda büyük adimlar atildi.

CERN'deki önemli buluslardan biri de 1973'de, nötrino parçaciginin yüksüz akim alisverisi sayesinde baska bir parçacikla etkilesime girebileceginin ispatlanmasidir. Böylelikle, elektromagnetik kuvvetle zayif kuvvetin birlestirilebilecegi deneysel olarak görüldü ve yeni fizigin kapilari açildi. (resim 5)

1970'lerde, bu parçacik cangili düzenli bir bahçeye benzemeye baslamisti. Parçaciklarin kendi içlerinde matematiksel gruplar olusturduklari bulunmus, ve daha alt yapilara sahip olduklari, yani baska parçaciklardan, yani kuarklardan meydana geldikleri (leptonlar hariç) saptanmisti. Temel iki tip parçacik ailesinden biri olan Leptonlar, bölünemez temel parçaciklardandir (örnegin elektron bir Leptondur). Diger aileden olan hadronlar ise kuarklardan olusur (örnegin proton üç kuarktan meydana gelmistir). Bütün bu parçacik teorilerinin ortaya çikmasinda CERN'de yapilan yüzlerce deneyin rolü büyüktür. CERN'de alinan verilerle maddenin temel yapi taslari hakkinda çok daha derin bilgilere sahibiz.

CERN'deki 450 Gev'lik (450 000 000 000 eV) Süper Proton Synchroton'nu (SPS) 1976'da çalismaya baslamistir. Yine o yillarin en büyük hizlandiricisi olan SPS'de proton ve anti-protonlar aksi yönlerde hizlandirilarak, parçacik dedektörlerinin içinde çarpistirilir. Bu sayede elde edilen çok büyük enerjilerde yeni parçaciklari gözlemlemek, eldeki teorileri test etmek olanakli olur.

 1980'lerin sonlarinda faaliyete geçen Large Elektron-Positron storage ring (LEP) ise su anda dünyanin en büyük elektron - pozitron hizlandiricisidir. Yerin 100 metre altinda insa edilen ve yaklasik 27 km'lik çember seklinde bir tünel olan LEP'de elektronlar ve pozitronlar (anti-elektron) isik hizina yakin hizlarda hizlandirilarak, dört noktada çarpistirilirlar. Bu dört noktada dört büyük dedektör vardir. Her biri 4 katli apartman büyüklügünde olan bu dedektörlerde, elektron pozitron çarpismasindan ortaya çikan parçaciklar incelenir (resim 6) (*). Bu deneyin en önemli yönü Z bozonu adi verilen elektrozayif kuvvet tasiyicisinin üretilmesidir. Ilk defa 1983'de (LEP'den önce) yine CERN'de gözlemlenen Z bozonu 90 Gev'lik bir kütleye sahiptir (protonun kütlesinin 90 kati) ve fizik teorilerinin geçerligini ispatlamakta büyük önem tasir. Bu Z bozonunu çok miktarlarda (milyonlarca) üretmek ve ortaya çikan yeni parçaciklari çok miktarda istatistiksel verilerle incelemek fizikçiler için önemlidir. Elde edilen bilgiler bilimsel dergilerde yayinlanir ve dünyanin her yerindeki fizikçilere ulasir. Ayrica CERN'de irili ufakli yüzlerce deney yapilmaktadir. Yaklasik 3-4 bin fizikçinin çalistigi CERN tam anlamiyla uluslararasi bir bilim merkezidir.

(*) Bu satirlarin yazari da LEP'deki dört deneyden biri olan DELPHI deneyine Stockholm Üniversitesi adina katilmaktadir.


EKLER

20. yüzyilin en önemli deneylerinden biri: W ve Z bozonlarinin bulunusu

19. yüzyilin sonlarina dogru, elektrik ile magnetizmanin aslinda ayni olgular oldugu bulunmustu (Maxwell denklemleri). Bu olguyu elektromagnetizma diye adlandiriyoruz. Elektromagnetik kuvvetin tasiyicisi foton'dur. Belirli bir frekanstaki (saniyede 10 üzeri 15 salinim; yani milyon kere trilyon salinim) fotonlar göz tarafindan algilanir. Bu bildigimiz isiktir. Elektromagnetizm günümüzde çok iyi anlasilmis bir teoridir. Elektromagnetizm ile zayif kuvveti birlestiren teoriler ise 20. yüzyilin ortalarinda sekillenmeye basladi. Elektrozayif (electroweak) adi verilen bu kuvvetin iki adet tasiyicisi olmasi ve yeni tip bir parçacik etkilesiminin (interaction) gerçeklesmesi gerekir.

Yüksüz akim denilen bu etkilesim ilk kez 1973'de CERN'de gözlemlendi. Elektrozayif teoriye göre, W ve Z bozonu isimli bu tasiyici parçaciklar çok agirdir; protonun kütlesinin 90 - 100 kati agirliga sahiptirler (elektromagnetizm in tasiyicisi olan fotonun kütlesinin sifir kabul edildigini hatirlatalim). Bu yüzden de ancak yüksek enerjilerde ortaya çikarlar. 1983'de ilk kez y eterli derecede enerji, kontrol edilebilen kosullarda CERN'de gerçeklestirildi ve W ile Z bozonu gözlemlenebilindi.

Fotografda (7) yüksek enerjili elektron ile anti-elektron (pozitron) çarpismasindan ortaya çikan parçaciklarin izlerinin bilgisayar ekranindaki görüntüsü yer aliyor. Bu izler aslinda dedektörlerden gelen sinyallerin biraraya getirilmesiyle olusturulur. Günümüzde fizikçilerin parçaciklari görmesi bu sekilde gerçeklesir.
 


Parçacik hizlandiricilari ve enerjileri:

Gündelik hayattta gözlemlenmeyen parçaciklari üretmek ve incelemek için yüksek enerjiye gerek vardir. Hizlandiricilarda hizlandirilan protonlar ya da elektronlar (ve bunlarin karsi parçaciklari) sabit protonlarla ya da kendi karsi parçaciklariyla çarpistirilirlar ve böylece maddenin en temel yapi taslari (kuarklar ve leptonlar) ortaya çikar. Kullanilan enerji birimi elektron volttur (eV). Elektron volt, bir elektron'un bir voltluk bir pilin negatif ucundan pozitif ucuna giderken aldigi enerjiye esittir. Birkaç eV'lik enerji elektronlari atomlardan koparmaya yeter. Kimyasal bir süreçteki, örnegin bir kömür parçasinin yanmasi birkaç elektron voltluk bir olaydir. Nükleer reaktorlerde fizyon gibi, atom çekirdegini parçalayan islemlerde gereken enerji bunun milyonlarca kez fazlasidir (Mev = 1000 000 eV). Çekirdek alti parçaciklari incelemek için gereken enerji ise bunun da bin kat üstündedir (Gev, ya da 1000 000 000 eV ). CERN'nin Super Proton Synchrotron'u (SPS) 450 Gev'lik protonlar üretir. Large Electron Pozitron hizlandiricisi (LEP) ise 50 Gev'lik elektronlar hizlandirir. Elektron protona göre çok daha hafif oldugu için, 50 Gev'lik elektron elde etmek daha zordur. Yine de LEP gibi devasa bir hizlandiricida hizlandirilan parçaciklarin kinetik enerjilerinin toplami bir sivrisineginkinden azdir. Oysa iki sivrisinegi çarpistirdigimiz da yeni parçaciklar elde edemeyiz. Bunun nedeni, hizlandiricidaki parçaciklarin çok küçük oluslari ve enerjilerinin asiri yogunlasmasidir.

 Fotografta (8) CERN'in hizlandirici sistemi görülmektedir. (Gelecekte CERN'deki en büyük deneyler LHC hizlandiricisindaki deneyler olacaktir. Yazimizda bunlara hiç deyinmedik. LHC ile ilgili bilgiler   CERN'in www servisinden 
"http://www.cern.ch/"  edinilebilir).
 


Temel Parçaciklar

Temel parçaciklar iki gruba ayrilirlar: Lepton'lar ve kuark'lar. Herbir grubun 12'ser üyesi vardir. Alti kuark ve alti anti-kuark ile alti lepton ve alti anti-lepton, evrendeki en küçük parçaciklardir. Örnegin gündelik hayatta gördügümüz bütün maddeler yukari ve asagi (up ve down) adi verilen kuarklardan ve bir lepton olan elektrondan meydana gelir. Bu yukari ve asagi adli kuarklar ile onlarin anti-kuarklari, yani anti-yukari ve anti-asagi kuarklari proton ve nötronlari olusturur.

Proton iki yukari ve bir asagi kuarktan, nötron ise bir yukari ve iki asagi kuarktan meydana gelmistir.

Daha hikaye bitmedi; bir de bu parçaciklari birarada tutan kuvvet tasiyicilari var. Onlara da bozon'lar (boson) deniyor. Örnegin isik dedigimiz sey aslinda foton'dur ki bu foton bir bozon'dur, yani elektromagnetik kuvvetin tasiyicisidir.

Asagida temel parçaciklarin listesi görülmektedir. Bu listeye bir de her temel parçacigin karsi-parçacigini da eklemek gerekir (anti-asagi, anti-yukari, anti-elektron, yani pozitron, ... vb).

  maddenin temel taslari kuvvet tasiyicilari
kuarklar leptonlar kuvvetler bozonlar
(gündelik hayattaki maddeler) yukari (up)  elektron  elektro zayif kuvvetler 
(elektromagnetik kuvvet 
zayif kuvvet) 
foton 
asagi (down)  elektron nötrinosu  W bozonu 
Z bozonu 
(yüksek enerjide ortaya çikan maddeler) garip (strange)  müon  güçlü kuvvet  gluon 
çekici (charm)  muon nötrinosu 
çukurda (bottom)  tau  çekim kuvveti  "graviton" 
tepede (top)  tau nötrinosu 

CERN'nin konumu

Merkez binalari Cenevre'de bulunan CERN'nin 110 hektarlik kismi Isviçre, 450 hektarlik kismi ise Fransa topraklari içindedir. Jura daglarindan çekilen fotografta da görüldügü gibi, 27 km. uzunlugundaki LEP hizlandiricisi, yerin 100 metre altindan, Isviçre ve Fransa'dan geçmektedir. 


CERN'e Türkiye'den katilan gruplar

Hernek adar Türkiye CERN'e üye olmasa da, son yillarda CERN'deki bazi deneylere Türkiye'den gelen yüksek enerji fizikçileri aktif olarak katilmaktadir. ITÜ, ODTÜ, Bogaziçi ve Çukurov a Üniversiteleri ile Çekmece Nükleer Arastirma Enstitüsünden gelen fizikçiler, CHORUS ve SMC deneylerinde çesitli çalismalar yürütmektedirler.

CHORUS, Cern'de  muon ve tau nötrinolari  salinimlarini arastiran deneylerden biridir. SMC'nin SMC (spin muon collaboration) amaci ise nötronun spininin nerden geldigini anlamaktir. Ayrica, Türk fizikçileri LHC deneylerine de katilmaya hazirlanmaktadir.
 


Derleyen: Kerem Cankoçak Copyright © 1998 Kerem Cankoçak. All rights reserved

 

Hiçbir yazı/ resim  izinsiz olarak kullanılamaz!!  Telif hakları uyarınca bu bir suçtur..! Tüm hakları Çetin BAL' a aittir. Kaynak gösterilmek şartıyla  siteden alıntı yapılabilir.

 © 1998 Cetin BAL - GSM:+90  05366063183 - Turkiye / Denizli 

Ana Sayfa /Index /Roket bilimi / E-Mail /Astronomy/  

Time Travel Technology /UFO Galerisi  /UFO Technology/

Kuantum Teleportation /Kuantum Fizigi /Uçaklar(Aeroplane)

New World Order(Macro Philosophy)  /