Burçe Ataç

Sayfa Düzeni:

Alt: 3,5 cm

Üst: 3,5 cm

Sağ: 2,5 cm

Sol: 2.5 cm

 

Normal:

Yazı Tipi : Arial

Normal Metin Font Büyüklüğü: 12

Metin iki yana yaslanacak

Sayfa numarası eklenecek

Satır aralığı 1,5

 

 

Heading 1 (Başlık 1) : Arial, Mavi, font büyüklüğü 16, Satır aralığı 1,5, Ortalanmış

“ADI TERAÖLÇEK”

 

 

 

Heading 2 (Başlık 2) : Arial, Siyah, font büyüklüğü 16, Satır aralığı 1,5, Sola dayalı

“KEŞiF MAKiNESi“

“En”ler makinesi

 

 

 

Resim en sona eklenecek

Caption özelliği kullanılarak resim adlandırılacak

(Resim adı: Büyük Hadron Çarpıştırıcısı)

 

Resim  yüksekliği 6,5 cm

 

 

 

Footer

Ad Soyad, GMÜ 126 Temel Bilişim Teknolojileri ve Kullanımı Ödevi -1

 

 

 kesif-makinesi.doc

 

 

 

Sayfa Düzeni:

Alt: 3 cm

Üst: 3 cm

Sağ: 2 cm

Sol: 2.5 cm

 

 

 

Yazı Tipi : Arial

Normal Metin Font Büyüklüğü: 12

İlk paragraf  İtalik

Metin iki yana yaslanacak

Sayfa numarası eklenecek

Satır aralığı 1,5

 

 

Heading 1 (Başlık 1) : Arial, Kırmızı, font büyüklüğü 14, Satır aralığı 1,5, Ortalanmış

“TÜBA Asli Üyesi Prof. Dr. Mahmut Hortaçsu ‘Büyük Patlama’yı Anlatıyor”

 

 

Heading 2 (Başlık 2) : Arial, Siyah, font büyüklüğü 14, Satır aralığı 1,5, Sola dayalı

Kuantum Renk Dinamiği

Enerjinin Çok Büyük Olduğu Anlar

Deneyin Aşamaları

Fizikçilerin Umudu

Kara delik İddiaları Hakkında

 

 

 

Resim en sona eklenecek

Caption özelliği kullanılarak resim adlandırılacak

(Resim adı: Büyük Hadron Çarpıştırıcısı)

Resim  yüksekliği 6,5 cm

 

Footer

Ad Soyad, GMÜ 126 Temel Bilişim Teknolojileri ve Kullanımı Ödevi -1

 

 

 

 

 

 

 

TÜBA Asli Üyesi Prof. Dr. Mahmut Hortaçsu ‘Büyük Patlama’yı Anlatıyor

Evrenin başlangıcını oluşturan “Büyük Patlama”dan (Big Bang) sonra ortaya çıkan büyük enerji yoğunluğunu tekrar yaratarak parçacıkların yine ortaya çıkmasını sağlayacak, yerin 100 metre altındaki bir tünelde gerçekleştirilecek ve 6.500 bilim insanının katıldığı “Büyük Patlama” deneyine 2 gün kaldı. TÜBA Asli Üyesi ve İTÜ Fizik Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Mahmut Hortaçsu, 10 Eylül’de Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi’nde yapılacak deneyi, fizik alanındaki önemini anlattı ve deneyin karadelikler yaratarak dünyanın sonunu getireceği konusundaki iddiaları yanıtladı:

Kuantum Renk Dinamiği

Evrendeki görülen maddeyi oluşturan atomlar proton, nötron ve elektronlardan, proton ve nötronlar da en basit anlatımla kuarklardan oluşmuştur. Bu parçacıkların etkileşmeleri ise aracı bozonlar yoluyla olur. Bu etkileşmelerin nasıl olduğu fiziğin en temel konularından biridir. Şu anda dört temel etkileşme belirlenmiştir. Bunlar kütleleri ve de evreni bir arada tutan kütle-çekim, atomları, molekülleri bir araya getiren elektromagnetik etkileşme, proton ve nötronları bir araya getiren kuvvetli etkileşme ve radyoaktiviteyi doğuran zayıf etkileşmedir.

Bunlardan ilk bilineni kütle çekim Newton tarafından verilen bir formülle açıklanmıştır. Einstein daha sonra kütle-çekimin bir kuvvet değil, uzay-zamanın eğrilmesinden dolayı ortaya çıktığını ortaya koymuştur. Elektromagnetik kuvvet 18. ve 19. yüzyıllarda klasik olarak anlaşılmıştır. Maxwell, 1864 yılında konuyu tamamlayan denklemleri yazmıştır. Bu etkileşme atomları, bunların gene bu kuvvetle oluşturduğu molekülleri, dolayısıyla gördüğümüz tüm maddeyi, bizim vücudumuzu bir arada tutan kuvvettir. Bu kuvvet olmasa her şey atomlarına ayrılırdı. Çok zayıf olan kütle-çekim atomları bir arada tutamaz. Kuantum fiziği ortaya çıktıktan sonra Maxwell kuramı 1945-50 yılları arasında kuantalaştırılmıştır. Zayıf etkileşmelerin kuramı birçok denemeden sonra Salam ve Weinberg tarafından 1967-68 yıllarında bulunmuştur. Bu modelin tutarlı bir duruma getirilmesi 1970’li yılların başında ‘t Hooft ve Veltman tarafından yapılmıştır. Kısa bir süre sonra, 1973 yılında, kuvvetli etkileşmeler için Kuantum renk dinamiği (KRD) kuramı ortaya atılmıştır.

Yukarıda belirtilen elektromagnetik, zayıf ve kuvvetli etkileşmeler bugün fizikte kullanılan Standard modeli oluştururlar. Bu model bugüne dek görülen tüm olayları açıklayabilmektedir. Ayrıca bu modelde öngörülen tüm temel parçacıklar, biri dışında, deneylerde dolaylı veya dolaysız gözlenmiştir. Modelin tam gerçeklenmesi için, Salam-Weinberg modelindeki aracı bozonlara kütle verecek Higgs parçacığının da gözlenmesi gerekmektedir. Ancak bu parçacık bugüne dek gözlenememiştir. Bunun nedeni kütlesinin gözlenen diğer parçacıklardan büyüklüğü olabilir.

Enerjinin Çok Büyük Olduğu Anlar

Parçacık fiziği sadece çevremizde olan temel parçacıklarla değil, evrenin ilk zamanlarında oluşmuş parçacıklarla da ilgilenir. Bunun bir nedeni evrenin, enerjinin çok büyük olduğu ilk anlarını anlamaktır. Büyük enerjili parçacıklar birbirleriyle çarpıştıklarında çevremizde görmediğimiz birçok farklı temel parçacık oluştururlar. Bu parçacıklar kısa zamanda normal maddeyi oluşturan proton, nötron ve elektronlara dönüşürler. Bu farklı parçacıkları evrende kozmik ışınlarda gözlemekteyiz. Süpernova patlamaları gibi kozmik olaylar yüzünden evrende çok enerjisi bulunan birçok parçacık vardır. Ancak sadece kozmik ışınlardan bunları elde etmek bir ambar dolu saman yığınında toplu iğne aramak gibidir. Bu yüzden aynı enerjisi olan parçacıkların laboratuvar ortamında kontrollu biçimde oluşturulması 1930’lu yıllardan beri gerçekleştirilmiştir. Gitgide daha güçlü hızlandırıcılar kullanılarak yapılan araştırmalarla standard modelde öngörülen W ve Z ara bozonları gözlenmiş, kuarklar ve gluonların varlığı da dolaylı olarak jet olayları ile gerçeklenmiştir. Sonuçta Standard teoride öngörülen tek bir parçacık, W, Z parçacıklarına kütle veren Higgs parçacığı dışında tüm temel parçacıkların varlığı kanıtlanmıştır. Higgs parçacığının kütlesi de yapılan deneylerle daima daha yukarıya çekilmiştir. Şu anda henüz görülemediği için en basit modelde kütlesinin 114.3 Gev’den büyük olması gerektiği belirlenmiştir. 1 Gev = 1 milyar elektron volt..

Deneyin Aşamaları

Önce İsviçre-Fransa sınırındaki Avrupa Hızlandırıcısında (CERN) yapılacak deneyler ilk olarak bu parçacığı arayacaktır. Bu deneyde 7 Tev’lik (trilyon elektron volt) iki proton demeti birbiriyle çarpıştırılacak, bu çarpışmadan ortaya çıkan parçacıklar gözlenecektir. Bir protonun kütlesi yaklaşık bir milyar elektron volt olduğuna göre oluşturulan bu enerjinin Higgs parçacığının kütlesi için yeterli olması beklenmektedir. Deneyde ATLAS ve CMS adlarında iki detektör bu iş için kullanılacaktır. Bu detektörlerden ATLAS, 46 metre uzunluğunda , 25 metre çapında bir silindirden görünümündedir Ağırlığı 7000 tondur. Deneyde 35 ulustan 165 kurumdan yaklaşlık 2000 kişi çalışmaktadır. CMS detektörü de benzer boyutlardadır. Bunda da 180 kurumdan 2600 araştırıcı görev almaktadır. İki deneyde de Türk fizikçiler çalışmaktadır. İki detektörün ana amacı Higgs parçacığını bulmaktır. Bunun dışında TeV ölçeğinde fiziğe bir yenilik getirilip getirilmediği araştırılacaktır.

Higgs parçacığı standard modelin tamamlanması için gereklidir. Salam-Weinberg’in ortaya attığı zayıf ve elektromagnetik etkileşmeleri birleştiren modelin matematik tutarlılığı, diğer bir deyimle renormalize olabilmesi için modeldeki W ve Z aracı bozonlarının başlangıçta kütlesiz olması gerekmektedir. Halbuki doğada bu parçacıkların kütleleri vardır. Ölçülen W bozonu kütlesi yaklaşık 80.4 Gev, Z bozonu kütlesi ise 91.2 Gev’dir. Öngörülen kuramda bu parçacıkların kütlesini modeldeki Higgs parçacıklarının oluşturduğu potansiyel verir. Ancak Higgs parçacığı henüz gözlenmemiştir. A.B.D.’de bulunan, şu andaki en yüksek enerjili hızlandırıcı olan Tevatron’un 2 Tev’lik enerjisi bu parçacığı gözlemeğe yetmemiştir. Buna neden parçacığın skaler bir parçacık olmasından doğan gözleme zorlukları olabilir. Bundan dolayı CERN’de, bu güçlükleri aşacak bir enerji skalası, kütle merkezinde 14 Tev ve yeterli ışıma yeterliği (luminasite) öngörülmüştür.

Şu anda bulunan temel parçacıklardan kuarklar, ve leptonların spini 1/2 , aracı bozonların ise 1’dir. Doğada spini sıfır olan parçacık henüz gözlenmemiştir. Higgs parçacığının spini sifir olacaktır. Spini sıfır olan parçacıklar bir bakıma modellerde kullanılan en basit alanlardan oluşurlar. Doğanın en basit olana şu ana kadar itibar etmemesi şaşırtıcı olabilir. Higgs parçacığı bulunursa bu giz de çözülecektir. Spini sıfır olan parçacıkların enerji momentum operatörü düz uzayda çok basittir. Ancak spini sıfır olmayan parçacıkların enerji-momentum tansörü eğri uzaya basit bir biçimde genelleştirildikleri halde spin sıfır için bu ifade ek terimleri içerir. Eğer Higgs bu kadar yüksek enerjilerde de bulunamazsa olmaması için yeni nedenler bulmak gerekecektir. Belki de standard model artık geçerli olmayacaktır.

Fizikçilerin Umudu

Standard modelin ilginç bir yönü son otuz beş yıldır hemen hemen tüm öngörüleri gözlendiği halde fizikçilerin ondan hiç memnun olmamalarıdır. Model üç ayrı Lie grubunun çarpımıyla verilmektedir ve çok sayıda keyfi parametresi vardır. Kütleler ve diğer terimler modelce öngörülmemekte, dışarıdan eklenmektedir. Bu yüzden KRD bulunup standard model ortaya atıldıktan sonra bu üç etkileşmeyi birleştirecek tek bir grup aranmış, ancak bulunan grupların hepsinin öngördüğü protonun bozunması henüz gözlenmemiştir. Gene 1970’li yılların ortasında doğada yeni bir bakışım, süper simetri öngörülmüştür. Bu yeni simetri modelleri matematiksel olarak daha tutarlı yapmakta, modellere daha büyük estetik kazandırmaktadır. Ancak bu kuramın da öngördüğü parçacıkların hiç biri henüz gözlenmemiştir. Ayrıca bu üç etkileşmeyi kütle çekimle birleştirmek için gerektiği öne sürülen sicim kuramları hem ek boyutlara, hem de süpersimetriye gereksinme duymaktadır. Ek uzay-zaman boyutları da henüz gözükmemektedir. CERN’deki yeni hızlandırıcı ve detektörler Higgs parçacığı bulmanın yanında süpersimetrik parçacıkların aranması, ek boyutların varlığına dair “ibarelerin“ bulunması için de kullanılacaktır. Fizikçilerin umudu Tev skalasında yeni fiziğin varlığıdır. Eğer bu hızlandırıcı son 35 yıldır bildiğimiz temel parçacık fiziğinde yeni bir çığır açamayacak, sadece eski modelde bilinenleri gerçekleyecekse bu umutlar kırılacaktır. Daha yüksek enerjilerde bir hızlandırıcı yapmak şu anda çok zordur. Yakın bir gelecekte de yapılması olası görülmemektedir. Bu yüzden CERN’de yeni fiziğin doğmasını umuyoruz.

Karadelik İddiaları Hakkında

Son olarak bu hızlandırıcının karadelikler oluşturup dünyanın sonunu getireceği iddialarının son derece asılsız olacağını belirtmek isterim. Bu enerjilerdeki tepkimeler evrende her an olmaktadır. Eğer bir mini karadelik oluşsa bile Hawking ışıması ile yokolacaktır. Dünyayı yutabilmek için burada üretilenden çok daha fazla enerjiye gereksinme vardır.