Kuantum Elektrodinamiği - Cetin BAL - GSM:+90 05366063183 -Turkiye/Denizli

Kuantum Elektrodinamiği

Kuarklardan oluşmuş taneciklerin hepsi iki sınıftadır: nötron ve proton gibileri üçer kuarktan yapılmıştır; bunlara korkunç bir adla “ baryon” (Yunanca, ağır)denir. Kuarklar,bir dizi değişik küme olarak ortaya çıktılar. Aslında ilk başta yüzlerce parçacğın tümünü ve değişik türde kuarkları açıklamak için yalnızca üç taneye gereksinim duyuldu;bunlar u-tipi, d-tipi ve s-tipi olarak adlandırılır. İki u ve bir d,bir protonu oluştururken, ik d ve bir u nötron yapıyordu. Eğer çekirdeğin içinde değişik bir yolda hareket ediyorlarsa başka bir parçacıktılar. O zaman şu problem doğdu: Kuarkların davranışı tam olarak nedir ve onları birarada tutan nedir?

Pion gibilerde ise bir kuark ve karşıtkuarklardan oluşmuştur,bunlara da “mezon” (Yunanca, orta kütlede)denir. Acaba kuarklar,nasıl birada tutuluyur? Birinden diğerine gidip gelen fotonlar mı var ? Hayır elektrik kuvvetleri bu işi yapacak kadar güçlü değildir. Kuarkları (lorları) aralarında ileri geri gidip gelerek birarada tutmak için gluon (glue:zamk,tutkal) denilen başka bir şey icat edildi. Gluonlar( tutçular), “ 1 spinli” denilen (fotonlar gibi) diğer bir parçacık tipine bir örnektir. Gluonların kuarklar tarafından soğurulup salınma genliği çok büyük esrarlı bir sayıdır. Hani buluş yapayım diyenler için yazdım bunu!

Benjamin Frankline Saygı

Parçacıklar, gerçekten çok acayip. Yükleri de öyle. İki tür kuarkı ele alalım; d ve u kuarkları(d:down,aşağı; u:up,yukarı). Bu kuarkların kütleleri tam olarak bilinmemekle birlikte iyi bir tahminle her biri 10 Mev kadardır (elektronunki:0.511 Mev). (Nötron, protondan azıcık daha ağırdır; bu, az sonra göreceğimiz gibi d kuarkının u kuarkından bir miktar daha ağır olduğuna işarettir).

Fotonla bağlaşma genliği d kuarkı için –1/3 ve u loru için ise +2/3’tür. Eğer Benjamin Franklin’in kuarklardan haberi olsaydı elektronun yükünü hiç olmazsa –3 yapardı. Şimdi, protonun yükü +1,nötronunki ise sıfırdır. Sayılarla biraz oynayarak üç kuarktan yapılmış olan bir protonda iki u ve bir d kuarkı bulunmak gerektiğini;yine üç kuarktan yapılmış olan nötrondaysa iki d ve bir u bulunduğunu görebiliriz.(s: 136)

Lorları bir arada tutan nedir? Birinden diğerine gidip gelen fotonlar mı? (d loru,-1/3 yüklü;u loru da +2/3 yüklü olduğundan lorlar da elektronlar gibi foton salıp soğurur). Hayır, elektrik kuvvetleri bu işi yapabilmek için çok zayıftır. Lorları,aralarında ileri geri gidip gelerek bir arada tutmak için “tutçu”(gluon) denilen başka bir şey icat edildi.

Adlara dikkatinizi çekerim: “foton”,Yunanca ışık anlamında bir sözcükten gelir;”elektron”,Yunanca kehribar karşılığından gelir. Modern fizik ilerledikçe taneciklerin klasik Yunancaya olan ilgisi gittikçe zayıfladı derken “gluon” (tutçu) gibi kelimeler yapmaya başladık. Bunlara niçin “gluon” dendiğini kestirebiliyor musunuz? Aslında d ve u da söcüklere karşılıktır;ama kafanızı karıştırmak istemiyorum. Bir d kuarkının (lor) “aşağı (down)” oluşu,bir u kurakının “yukarı(up)” oluşundan daha fazla değildir. Bir kuarkın d’liği ya da u’luğuna “çeşni” denir.

Tutçular (gluonlar),”1 spinli” denilen (fotonlar gibi) diğer bir tanecik tipine bir örnektir. Bunlar, noktadan noktaya,aynen fotonlar için kullanılan F(A,b) formülüyle belirlenen genlikle gider. Tutçuların lorlar tarafından (s: 137) soğurulup salınma genliği olan g, b’den çok daha büyük, esrarlı bir sayıdır.(Şekil 81)

Lorların tutçu alışverişinin gösterecek diyagram,foton alışverişi yapan elektrolar için çizdiğimiz resimlere çok benzer(Şekil 82).

Aslında o kadar benzer ki, fizikçilerin hiç hayal gücü olmadığını ve kuantum elektrodinamiği kuramını yeğin etkileşmeler için aynen kopya ettiklerini söyleyebilirsiniz. Haklısınız. Yaptığımız tam budur;ama azıcık eklemeyle.

Lorların geometrisiyle ilgisi bulunmayan bir tür ek kutuplanması vardır. Aptal fizikçiler,artık harikulade Yunanca (s: 138) kelimelerden birini bulamayıp bu kutuplanmaya “renk” gibi talihsiz bir ad verdiler. Bunun olağan renkle hiçbir ilgisi yoktur. Belirli zamanlarda bir lor üç durum yahut “renk”ten-K, Y veya M ( bunların nelere gösterdiğini kestirebilir misiniz?-) birinde bulunur. Bir lorun “rengi”,lor bir tutçu soğurduğu ya da saldığında değişebilir. Bağlaştıkları “renkelere” göre tutçular sekiz değişik tiptedirler. Örneğin bir kırmızı lor yeşile dönüşürse bir kırımızı-karşıt yeşil tutçuyu salar;bu tutçu, lordan kırmızı alır ve ona yeşil verir (“karşıtyeşil” tutçu, yeşili zıt yönde taşıyor demektir).Bu tutçu, yeşil bir lor taragından soğurulur ve onu kırmızıya dönüştürür.Sekiz değişik tutçu mümküdür;bunlar kırımızı-karşıtkırmızı, kırmızı-karşıtmavi, kırmızı-karşıt yeşil vb gibidir(bunların dokuz tane olmasını beklersiniz ama teknik sebeplerle bir tanesi eksiktir). Kuram,o kadar karmaşık değildir. Tutcçuların tam kuralı şöyledir: tutçular,”renk” taşıyan şeylerle etkileşir. Sadece, “renklerin” nereye gittiğini izlemek için biraz muhabsebe gerekir.

Ancak, bu kuralla yaratılan ilginç bir oluş vardır: tutçular(s: 139) diğer tutçularla bağlaşabilirler.Örneğin yeşil-karşıtmavi bir tutçu,bir kırmızı-karşıtyeşil tutçuyla karşılaştığında kırmızı-karşıtmavi bir tutçu oluşur. Tutçu kuramı çok basittir;sadece diyagram yapacak ve “renkleri” izleyeceksiniz. Diyagramların hepsindeki bağlaşmaların şiddetleri tutçuların bağlaşma sabiti olan g’den elde edilir.

Tutçu kuramı aslında kuantum elektrodinamiğinden biçik bakımından farklı değildir.Öyleyse deneylerle karşılaştırılması ne durumdadır? Örneğin protonun gözlenen manyetik momenti,kuramdan yararlanarak hesaplanan değerle ne kadar uyuşur?

Deneyler çok kesindir ve manyetik momentin 2.79275 olduğunu gösterir. Kuramın verdiği en iyi değer ise çözümlemenizin kesinliğinde yeteri kadar iyimserseniz 2.7 atrı veya eksi 0.3 olup buradaki % 10’luk hata payıyla,deneyden 10 000 skat daha (s: 140) az kesinliktedir. Basit ve belirli bir kuramımız var. bununla proton ve nötronların tüm özelliklerini açıklayabilmemiz gerekirken hiçbir şeyi hesaplayamıyoruz,zira matematiği çok zor geliyor(Neyle uğraştığımı ve hiçbir yere varamadığımı kestirebilirsiniz). Hesapları büyük bir kesinlikle yapamamamızın sebebi, tutçuluran g bağlaşma sabitinin elektronlarınkinden çok daha büyük olmasıdır. İki, dört, hatta altı bağlaşmalı terimler, sırf ana terime getirilen küçük düzeltmeler değil,çok büyük ve gözardı edilemeyecek katkılardır. Bu yüzden çok sayıda değişik oluşlar için ortaya çıkan okları,sonuç okun ne olduğunu bulmaya elverecek bir şekilde düzenleyemiyoruz.

Kitaplarda bilimin basit olduğu söylenir: bir kuram önererek bunu deneyle karşılaştırır;eğer kuram işe yaramazsa atıp yenisini geliştirirsiniz. İşte burada belirli bir kuramımız ve yüzlerce deneyimiz var;ama bunları karşılaştıramıyoruz. Bu,fizik tarihinde karşılaşılmamış bir durum. Kapana,geçici olarak kıstırıldık;bir hesaplama yöntemi bulamıyoruz. Bütün küçük oklar çığ gibi üstümüze yığıldı kaldı.(s: 141).

Kuramla hesap yapmakta çektiğimiz zorluklara rağmen kuantum renkdinamiğine(lor ve tutçuların yeğin etkileşmeleri) ilişkin bazı şeylerin niteliklerini anlayabiliyoruz: Lorlardan oluşmuş nesnelerin “renkleri” hep nötrdür. Üç lorlu grupların her “renk”ten bir loru; lor-karşıtlor çiftlerinin ise kırmızı-karşıtkırmızı,yeşil-karşıtyeşil veya mavi-karşıtmavi olma genlikleri aynıdır. Lorların niçin tek başlarına parçacıklar olarak ortaya çıkamadıklarını da;yani,niçin bir çekirdek bir porotonla dövülürken ne kadar yüksek enerji kullanılırsa kullanılsın,tek başına lorlar çıkacağına mezon ve baryon püskürükleri(lor-karşıtlor çiftleri ve üçlü lor grupları) görüldüğünü anlıyoruz.

Kuantum renkdinamiği ve kuantum elektrodinamiği fiziğin tümü değildir. Bunlara göre bir lor,”çeşnisini” değiştiremez: bir kez u loruysa hep u loru ya da bir kez d loruysa hep de lorudur.Ama doğa kimi zaman farklı davranıyor. Etkisini yavaş gösteren bir radyoaktiflik biçimi vardır: nükleer reaktörlerden sızacağından korkulan cins. Buna beta bozunması denir. Bir nötron ik d ve bir u tipi lordan oluştuğuna göre;asıl gerçekleşen,nötronun d tipi lorlarından birisinin bir u tipi lora dönüşmesidir. Bu şöyle oluşur: d loru,fotona benzer yeni bir nesne salar.W adı verilen bu nesnenin elektronla ve diğer yeni nesne olan karşıtnötrino ile bağlaşımı vardır. Karşıtnötrino,o zaman da ters yönde giden nötrinodur. Nötrino (elektronlar ve lorlar gibi) bir diğer 1/2 spinli parçacıktır;ama bunun kütlesi ve yükü yoktur(fotonla etkileşmez). Bu,tutçularla da etkileşmez;yalnızca W ile bağlaşır(Şekil 86).

W(foton ve tutçu gibi) spini 1 olan bir parçacıktır. Bu bir lorun “çeşnisi”ni değiştirir ve yükünü alır. Yükü –1/3 olan d,yükü +2/3 olan u’ya dönüşür;fark –1’dir.W^- ,-1 (karşıtparçacığı W⁺ da +1) kadar yük aldığı için fotonla da bağdaşır. Beta (s:143) bozunması fotonlarla elektronların etkileşmelerinden çok daha uzun zaman alır. Bu yüzden W’nin kütlesi,foton ve tutçuların aksine çok büyük olmalıdır(80 000 Mev kadar).Kütlesi bu kadar büyük olan bir taneciği serbest bırakmak için çok yüksek enerji gerektiğinden W’yi de tek başına görmek mümkün olmadı(Dip not: Bu konferanslardan sonra W’yi kendi başına üretecek kadar yüksek enerjilere erişildi ve kuramın öngördüğü değere çok yakın olarak ölçüldü).

Yüksüz bir W olarak düşünebileceğimiz bir tanecik daha var. Z⁰ dediğimiz bu tanecik bir lorun yükünü değiştiremez ama; bir d loru,bir u loru,bir elektron veya bir nötrinoyla bağlaşabilir(Şekil 87) Bu etkileşmeye yanıltıcı bir adla “nötr akım” denilir. Bu, birkaç yıl önce keşfedildiğinde epeyce heyecan uyandırmıştı.

Üç tür W arasında üçlü bir bağlaşma söz konusu olursa (Şekil 88) W’lerin kuramı çok hoş ve derli toplu olur. W’lerin bağlaşma sabiti elektronunkine çok yakın olup b cıvarındadır. Bu yüzden üç W’nin ve fotonun aynı şeyin değişik görünüşleri olmaları mümkündür. Stephen Weinberg ve Abdus Salam kuantum elektrodinamiğini zayıf etkileşmeler”le (W’lerle yapılan etkileşmeler) aynı kuantal kuram içinde birleştirmeye (s: 144) uğraştılar ve başardılar.Ama buldukları sonuçları incelerseniz,deyim yerindeyse ek yerini görebilirsiniz. Foton ve üç W’nin bir şekilde bağlantılı oldukları apaaçık;ama bugün anladığımız kadarıyla bağlantıyı açık olarak görmek zordur. Kuramların “dikiş yerlerini” hala görebilirsiniz. Bunlar, bağlantıların daha güzel ve dolaysıyla daha doğru olmasını sağlayacak kadar düzgünleştirilememiştir.

İşte son durum: kuantum kuramının üç ana etkileşme türü vardır: lorlar ve tutçuların “yeğin etkileşmeleri”,W’lerin “zayıf etkileşmeleri” ve fotonların “elektriksel etkileşmeleri”. Dünyadaki yegane parçacıklar,(bu kurama göre) lorlar (her biri üç “renkli”,d ve u “çeşni”lerinde),tutçular (K,Y ve M’nin sekizli karışımında),W’ler (± 1 ve 0 yüklü),nötrinolar elektronlar ve fotonlar; altı değişik türden yirmi kadar farklı parçacık ve bunların karşıtlarıdır. Hiç fena değil-yirmi kadar farklı parçacık- ancak, hepsi bununla bitmiyor.

Çekirdekler gittikçe daha yüksek enerjili protonlarla djövüldükçe ortaya yeni parçacıklar çıkıp durdu. Bu parçacıklardan biri müondur. Bu, her bakımdan elektronun tamamıyla aynı olup yalnızca kütlesi çok fazla-elektronun 0.511 Mev’ine karşılık 105.8 MeV;yahut 206 katı kadar. Olan sanki Tanrı’nın bir de kütle için değişik bir sayı denemesi istemesi gibi. Müon’un tüm özellikleri kuantum elektrodinamiği kuramıyla (s: 145) açıklanabilir;bağlaşma sabiti b aynı,E(A,B) alnı, sadece n için farklı bir değer koyacaksınız.[ Müonun manyetik momenti çok keskin olarak ölçülmüştür. Değeri 1.001165924 (son rakamda 3 kadar belirizlikle) olarak bulunmuştur. Elektronunki ise 1,00115965221 (son rakamda 3 kadar belirsizlik) kadardir. Muonun manyetik momentinin elektronunkinden nicin azicik daha buyuk oldugunu merak edebilirsiniz. Cizdigimiz diyagramlardan birisinde elektronun saldigi fotonlardan birisi pozitron-elektron ciftine cozuluyordu (sekil 89). Salinan fotonun elektron-pozitron ciftinden daha agir olan bir muon-karsitmuon cifti olusturmak icin kucuk bir genligi vardir. Bu olgu simetrisizdir; cunku muon bir foton saldiginda, bu foton elektron-pozitron cifti yaparsa bu asil muondan daha hafiftir. Kuantum elektrodinamigi kurami, muonun her elektriksel ozelligini elektronunki kadar keskinlikle anlatabilir.))

Kütlesi elektronunkinden 200 kat kadar daha büyük oldugu için muonun “saat ibresi” elektronunkinden 200 kez daha hızlı döner. Bu bize kuantum elektrodinamiğini daha önce yapabildigimizden 200 kez daha küçük uzaklıklarda deneme olanagı verdi. Yine de bu uzaklık, kuramin sonsuzluklarla basi derde girecegi uzakliklardan, en az seksen ondalik hane daha buyuktur (sayfa 131’deki dipnota bakınız).

Bir elektronun, bir W ile baglasabilecegini öğrenmiştik (Sekil 85). Bir d loru, bir W salarak bir U loruna donustugunde, bu W bir elektron yerine bir muonla bağlaşabilir mi? Evet (Sekil 90). Peki karsit notrinoyla? W’nun muonla bağlaşması halinde, adina mu notrinosu denilen bir parcacik, olagan yani elektron notrinosunun yerine gecer. Boylece parcaciklar tablomuzun, elektron ve notrinonun yanında iki ek parçacığı oldu: muon ve mu- nötrinosu.

Lorlardan ne haber? Çoktan beri u ve d’den daha ağır lorlardan oluşması gereken parçacıklar bilinmektedir. Bu yüzden temel parçacıklar listesine s lorları* da eklenmişti. S lorunun 200 MeV kadar bir kutlesi vardir; bunu u ve d lorunun 10 MeV kadar olan kutleleriyle karsilastirmaliyiz.

Yıllarca yalnız üç lor “çeşnisi” ––u, d ve s–– olduğunu sanıyorduk. Derken 1974’te psi mezonu denilen yeni bir parçacık keşfedildi ama bu, eldeki üç lordan yapılamıyordu. Yine yerinde bir kuramsal düşünceyle dördüncü bir lor olması zaten beklenmekteydi. Bu, s loruna W ile, tipki u ve d’nin yaptığı gibi baglaşmalıydı (Şekil 91). Bu lorun “çeşni”sine c denir. Bu adin ne amaçla konduğunu size söyleyecek cesareti bulamıyorum ama gazetelerde okumuş olmalısınız. İsimler gittikce beter oluyor.*

Parçacıkların böylesine ayni özellikler ama artan kütlelerle tekrarlanması bütünüyle esrar perdesi altındadır. Düzenlenmedeki bu garip tekrarlanma ne olsa gerek? Profesör Isadore Rabi’nin muon keşfedildiğinde dedigi gibi “ kim ısmarladı bunu?”.

Son zamanlarda liste yeniden tekrarlanmaya başladı. Daha yüksek enerjilere çıktıkca, doga bu parcaciklari sanki ustummuze yigiyor. Size bunlardan soz ediyorum cunku gercekte dunyanin nasil karmasik gorundugunu anlamanizi istiyorum. Dunyadaki olaylarin %99’unu elektron ve fotonlarla çözebildigimize göre size, kalan %1’in de çozülmesi için yalnızca %1 kadar yeni parcacik gerekecegi izlenimini vermem cok yaniltici olurdu. Oysa bu kalan %1’I aciklayabilmek icin on bes-yirmi kat daha cok ek parcacik gerekmekte.

Işte yine başlıyoruz: deneylerde kullanilan daha da yuksek enerjilerle, daha da agir, “tau” denilen elektron bulundu; bunun kutlesi 1 800 MeV; iki proton kadar agir. Bir tau notrinosu bulunmasi da bekleniyor. Şimdi de, bulunan tuhaf bir parçacık yeni bir lor “çeşnisi”ne işaret etmekte. Bu kez buna “b” deniyor.* Yükü –1/3 (Şekil 92). Şimdi sizin bir an için temel kuramlarla uğraşan klas bir fizikci olmanızı ve yeni bir şeyi önceden önsöymenizi bekliyorum: yeni bir lor çeşnisi bulunacak, adına “……” amacıyla “……” denilecek; yükü … kadar, kütlesi de … olacak ve kesinlikle, bunun bulunacağının dogru bir beklenti oldugunu umuyoruz 7.

Bu arada, bu döngünün yine tekrarlanıp tekrarlanmayacagini gormek icin deneyler yapilagelmektedir. Bu siralarda tau’dan daha agir elektronlar aramak icin aygitlar yapilmakta.

Eğer beklenen parçacığınn kütlesi 100 000 MeV kadarsa bunu üretemeyecekler; 40 000 MeV kadarsa belki üretebilecekler.

Böylesine, tekrarlanan döngüler gibi gizemler, kuramsal fizikçi olmayı çok ilginç kılmakta. Doğa bize böyle harika bulmacalar veriyor. Elektronu niçin kütlesinin 206 ve 3640 katında tekrarlıyor?

Parcaciklarla ilgili seyleri kesinlikle tamamlamak icin son bir sozum var. Bir d lorunun, bir W ile baglasip u loruna donusurken, bunun yerine bir s loruna donusmek icin kucuk; b’ye donusmek icin ise daha da kucuk bir genligi vardir (Şekil 93). Böylece W, azıcık “isleri altüst eder” ve lorların tablonun bir sütunundan diğerine geçmesine yol açar. Lorlarin baska tur bir lora donusmek icin genliklerinde boyle bagil oranlarin nicin bulundugu hiç mi hiç bilinmiyor.

İşte kuantum fiziğinin geri kalanına ilişkin her şey bunlar. Berbat bir karmaşa. Diyebilirsiniz ki fizik kendisini umutsuz bir çorbaya cevirmiş. Ama bu hep böyle olmuştur. Doga hep korkunc bir çorba gibi gorunmus olsa da ilerledikce bazi izler bulup kuramları oluşturduk. Zamanla belli bir açıklık gelip işleri basitleştiriyor. Şimdi gösterdiğim karmaşa, on yıl önce yapmak zorunda kalacağımdan cok daha azdır: Size dört yüzden fazla parçacığı anlatmam gerekecekti. Bir de bu yüzyılın ballarındaki kargaşayı düşünün: ısı, manyetizma, elektrik, ışık, X-ışınları, morötesi ışınlar, kırıcı indisler, yansıma katsayıları ve çeşitli nesnelerin diğer özellikleri ve düşünün ki bütün bunları o zamandan beri kuantum elektrodinamiği içinde tek bir kuram olarak bir araya getirebilmişiz.

Bir noktayı daha vurgulamak istiyorum. Fiziğin geri kalanina ilişkin kuramların hepsi kuantum elektrodinamiği kuramına çok benzer: hepsinde 1/2 spinli nesneler (elektronlar ve lorlar gibi), 1 spinli nesneler (fotonlar, tutcular ve W’lar gibi) bir olayin olasiliginin, bir okun uzunluğunun karesiyle verildiği bir genlikler çerçevesinde etkileşir. Niye fizik kuramlarının tümü, yapılarında bu kadar birbirine benziyor?

Birçok durum olabilir. Birincisi fizikçilerin hayal gücünün sınırlılığı:yeni bir olgu gördüğümüzde bunu halen bildiğimiz bir çerçeveye uydurmak isteriz;yeteri kadar deney yapmadan da işe yaramadığını bilemeyiz. Yani sersem bir fizikçi 1983 yılında UCLA’da bir konferans verirken “Her şey böyle işliyor,bakın kuramlar nasıl harika bir şekilde birbirine benziyor” demişse bu,doğanın gerçekten hep buna benzer olduğundan değil;fizikçilerin tekrar tekrar yalnız aynı melun şeyi düşünebildiklerinden dolayıdır.

Diğer bir durum ise gerçekten aynı melun şeyin tekrarlanıp durması,yani doğanın işleri gerçekleştirmek için yalnız bir tek yolu olmasıdır. Doğa,öyküsünü zaman zaman tekrarlar.

Üçüncü oluşa göre her şeyin benzer görünmesi bunların, olayların temelinde yatan büyük bir tablonun değişik görünümleri olmasıdır;tıpkı bütünün,aynı elin parmakları gibi değişik görünen parçalara bölünebilmesi gibi. Birçok fizikçi,her şeyi bir tek irikıyım modelde birleştirecek muazzam bir tabloyu bir araya getirmeye uğraşmakta. Bu çok keyifli bir uğraşsa da bugün için,hiçbir kuramcı bu muazzam tablonun ne olacağı konusunda bir diğeriyle analaşamamaktadır. Bu spekülatif (s: 152) kuramların çoğunun,sizin bir t lorunun varlığına ilişkin yaptığınız tahminden daha derin bir anlam taşımadığını söylerken yalnız azıcık abartmış olurum. Ayrıca sizi temin ederim ki kuramcılar t lorunun kütlesini kestirmekte sizden daha başarılı değildir.

Örneğin görünüşe göre elektron,nötrino, d loru ve u loru hep aynı takımdalar;gerçekten ilk ikisinin W ile bağlaşması son ikisininki gibidir.Şimdilerde düşünülen,bir lorun yalnız “renk” ya da “çeşni” değiştirebileceğidir.Ama belki de bir lor, daha keşfedilmemiş bir parçacıkla bağlaşarak bir nötrinoya bozunabilir. Hoş bir fikir. Peki neye yol açabilir? Bu, protonların kararlı olmayacağı anlamına gelir.

Birisi bir kuram kotarıyor ve proton kararsızdır diyor. Bir hessap yapıyorlar ve evrende artık hiçbir proton kalmamış olması gerektiğini buluyorlar. Bunun üzerine sayılar kurcalanarak,yeni parçacığa biraz fazla kütle koyup,uzun çabalardan sonra öngördükleri bozunma hızının,içinde protonun bozunamadığı ölçülen en son süreden biraz daha yavaş çıkmasını sağlıyorlar.

Yeni bir deneyle proton biraz daha dikkatli ölçülünce,kuramlar ayarlanarak bu basıkın da üstesinden gelinir. En son deneyler,protonun,kuramların en son dediğinden beş kat daha yavaş bile bozunmadığını göstermekte. Ne oldu sanıyorsunuz? Anka kuşu gene küllerin arasından,daha da keskin deneylerle sınanabilecek yeni kuram değişiklikleriyle çıktı. Protonun bozunmadığını kanıtlamak zordur.

Bu konferansların hiçbirinde kütleçekimi üzerinde durmadım. Bunun sebebi cisimler arasındaki kütleçekimi etkisinin aşırı derecede küçük olmasıdır: bu iki elektron arasındaki elektrik kuvvetinden 1’i izleyen 40 (belki de 41) sıfırlı sayı kadar daha zayıftır. Madde içinde,elektrik kuvvetinin hemen hepsi, elektronları atomlarının çekirdeklerine bağlamak için harcanıp artı ve eksilerin büyük bir incelikle dengelenerek birbirini yok ettiği bir karışım oluşur. Ama kütle çekiminde yegane kuvvet çekici olup atomlar eklendikçe büyür ve en sonunda (s: 153) kendimiz gibi kocaman kütlelere geldiğimizde çekimin etkilerini- gezgenlerde, kendimizde vb cisimlerde- ölçmeye başlayabiliriz.

Kütleçekimi kuvveti diğer etkileşimlerin hepsinden çok daha zayıf olduğundan,kütle çekiminin bir kuantal kuramının gerektireceği duyarlılığa yeterince sahip bir deney yapmak bugün için olanaksızdır(Einstein ve diğerleri kütleçikimiyle birleştirmeye uğraştıklarında,her iki kuram da klasik yaklaşıklıklardı. Başka deyişle bunlar yanlıştı. Kuramların ikisi de bugün çok gerekli olduğunu anladığımız genlikler çerçevesine sahip değildi). Bu etkileşmeleri sınamanın bir yolu yoksa da kütle çekiminin “gravitonlar” (bunlar,”2 spinli” denilen yeni bir kutuplanma sınıfına girer) ve diğer temel parçacıklar (kimileri 3/2 spinli) içeren kuantal kuramları bulunmaktadır. Bu kuramların en iyileri,bulduğumuz parçacıkları göstermezken bir sürü yeni parçacık icat ediyor. Kütleçekiminin kuantal kuramlarının da bağlaşmalı terimlerinde sonsuzluklar vardır; ama kuantum elektrodinamiğini sonsuzluktan kurtarmakta başarılı olan “çılgınca süreç”,bunları kütleçikiminde yok edememektedir. Yani sadece kütleçekiminin geçerliliğini sınayacak deneyler değil,makul bir kuramımız da yok.

Bu öykünün tümü boyunca özellikle tatmin edici olmayan bir nokta kaldı: gözlenen parçacıkları kütleleri olan m. Bu sayıları uygun bir şekilde açıklayabilecek hiçbir kuram yoktur. Bu sayıları her kuramın içinde kullanıyoruz;ama ne olduklarını da,nereden geldiklerini de anlamıyoruz. Temel bir bakış noktasından bunun çok ilginç ve ciddi bir problem olduğuna inanıyorum.

Eğer yeni parçacıklara ilişkin bütün bu spekülasyonlar sizi bunalttıysa özür dilerim. Ama fiziğin geri kalanına ilişkin anlattıklarımı,bu yasaların,genlikleri çerçevesi,hesaplanacak etkileşmeleri gösteren diyagramlar vb gibi nitelikleri açısından iyi bir kuramın en iyi örneği olan kuantum elektrodinamiğininkine benzer özellikleri bulunduğunu göstermek istedim.(Feynman(1983),Kuantum Elektrodinamiği, Nar yayınları (1993)Çeviren: Ömür Akyüz,s: 134-154)

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

Ana Sayfa /i ndex /Roket bilimi / E-Mail /CetinBAL/Quantum Teleportation-2

Time Travel Technology /Ziyaretçi Defteri /UFO Technology/Duyuru

Kuantum Teleportation /Kuantum Fizigi /Uçaklar(Aeroplane)

New World Order(Macro Philosophy) /Astronomy