24 Mart 2016 Perşembe 09:44
Parçacık fiziğinin standart modeli

Sevkan UZEL

Bir zamanlar elementlerin periyodik cetveli, evreni oluşturan temel yapıtaşlarının tablosu olarak kabul ediliyordu. Bugün artık biliyoruz ki, element atomlarının da bir iç yapısı var. Yani onlar da çok daha küçük yapıtaşlarından meydana geliyor. İşte standart model bu en temel yapıtaşlarının bir tablosudur. Üstelik sadece madde parçacıklarını değil, bu parçacıkların etkileşimlerini sağlayan kuvvet parçacıklarını da içerir. Ne yazık ki tek ve büyük bir eksiği var; o da kütleçekim kuvvetini kapsamına alamaması.

Standart Model’e baktığımızda oldukça tenha olduğunu görüyoruz. Maddenin yapıtaşı olarak 6 tane kuark ve 6 tane leptondan başka bir şey yok. Bunların yanında madde etkileşimlerini sağlayan kuvvetlerin taşıyıcısı olarak foton (elektromanyetik kuvvet), gluon (güçlü çekirdeksel kuvvet) ve W ile Z bozonları (zayıf çekirdeksel kuvvet) yer alıyor. Tabii bir de ünlü Higgs bozonu var ki, onu ne madde parçacığı olarak ne de kuvvet taşıyıcı olarak sınıflandırmak mümkün değil; nevi şahsına münhasır bir varlık.

Evrendeki canlı ve cansız her şeyin yapısının en derininde bu küçük nesneler bulunuyor. Elektromanyetik kuvvet, güçlü çekirdeksel kuvvet, zayıf çekirdeksel kuvvet ve kütleçekim kuvveti olarak adlandırılan dört temel kuvvetin etkisiyle kuark ve leptonlar tüm evreni biçimlendiriyorlar. Kütleçekim, standart modele dahil edilememiş olan tek kuvvet. Fizikçileri meşgul etmeye devam eden bu problemden bilim camiasında kütleçekim kuvvetinin kuantum kuramının arayışı olarak söz ediliyor. Einstein’ın Genel Görelilik Kuramı, kütleçekim kuvvetinin uzayzamanın geometrisinin sonucu olduğunu söylemişti. Bu düşünceyi kuantum mekaniği ile ifade edebilmeyi ise henüz başarabilen çıkmadı.

Parçacık nesilleri​

Madde parçacıklarının kuarklar ve leptonlar olmak üzere iki tür olduğunu belirtmiştik. İkisi de altı parçacıktan oluşan bu yapıtaşları, birbirlerinin kütlece farklı versiyonları olan ikililerden oluşmuş üç nesil olarak düşünülüyor. Kuarklarda birinci nesil yukarı ve aşağı kuark, ikinci nesil cazibeli ve garip kuark, üçüncü nesil üst ve alt kuark olarak adlandırılan parçacıklardan oluşuyor. Kuarkların ayrıca renk olarak adlandırılan bir özellikleri de var ama bu elbette bizim bildiğimiz anlamda renkleri olması demek değil. Renklerinin önemi, sadece birbirlerini nötrleyerek renksiz parçacıkları oluşturacak şekilde kuark birlikteliklerinin olabilmesinde yatıyor.
Benzer biçimde lepton nesillerinin de birincisinde elektron ile elektron nötrinosu, ikincisinde müon ile müon nötrinosu ve üçüncüsünde de tau ile tau nötrinosu var. Bu sınıflandırmaya göre ilk nesiller en hafif ve en kararlı parçacıkları içerirken, ikinci ve üçüncü nesillerde giderek ağırlaşan ve kararsızlaşan parçacıklar bulunuyor. Evrende gördüğümüz tüm kararlı maddenin temel yapısında sadece ilk nesil kuark ve leptonlar var.

Yeni fizik

Standart Model’in günümüzdeki şeklini alışının öyküsü epey uzun. Modelin ilk elemanı, fizikçi J.J. Thomson’ın 1897’de keşfettiği elektron olmuştu. Son eklenen üye ise 2012 yılında İsviçre’deki CERN laboratuvarının Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda keşfedilen Higgs Bozonu oldu. Burada sürdürülen çalışmalar sonucunda Standart Model’in yanıtlayamadığı sorulara ilişkin ipuçlarının yakalanması ve modeli aşan Yeni Fizik kuramlarının yolunun açılması umuluyor.

Kaynak: Birgun.net
Son Güncelleme: 24.03.2016 09:44
Anahtar Kelimeler:
Bilim
Yorumlar

Dikkat!

Yorum yapabilmek için üye girşi yapmanız gerekmektedir. Üye değilseniz hemen üye olun.

Üye Girişi Üye Ol