Temel Etkileşimler ve Standart Model Kuramı

Temel etkileşim, parçacıkların birbirleri ile işleyiş biçimidir. Ancak doğada sadece 4 temel etkileşim vardır ve diğer etkileşimler bunlardan ya türemiştir ya da aslında öyle bir etkileşim yoktur. Bu konu ise bizlere standart model kuramı ile birlikte evren hakkındaki açıklamaların temelini oluşturur.

A- A+

05.07.2014 tarihli yazı 14740 kez okunmuştur.

Kuvvet Kütle Yerçekimi Elektromanyetik Model Kuram

Doğada 4 çeşit temel etkileşim bulunmaktadır ve evren bu etkileşimler üzerine kurulmaktadır. Bu etkileşimlerden yola çıkarak oluşturulan standart model kuramı ise evrenin oluşumu ile ilgili sorulara cevap vermeye çalışmaktadır.

Kütle Çekim Etkileşimi

Bu etkileşim, kütlesi olan tüm parçacıklar arasında gerçekleşir. Çok büyük kütlelerin birbirleri ile ahenk içinde kalmalarını sağlar. Kütle çekim evrende bulunan gezegenlerin, güneşin, yıldızların yani tüm gök cisimlerinin yörüngelerinde kalmalarını sağlayan etkileşimdir. Isaac Newton tarafından keşfedilen bu kavram dünya üzerinde yürümemizi sağlar.

►İlginizi Çekebilir: Cern Anti-Madde Gizeminin Peşinde

Çok büyük bir etkileşim gibi görünmektedir ancak ufak kütleli parçacıklar için ihmal edilebilecek düzeydedir. Bu etkileşimin taşıyıcısı gravitondur ancak gravitonun varlığı şu ana kadar gözlemlenememiştir.

İsmini çok sık duyduğumuz yerçekimi kuvveti aslında bir kütle çekim etkileşimidir. En büyük yanılgıya düşülen bir diğer konu ise merkezkaç kuvvetidir. Merkezkaç kuvveti sözde kuvvettir. Yani gerçekte böyle bir kuvvet yoktur.

Elektromanyetik Etkileşim

Elektromanyetik etkileşim, şu anda bu yazının önünüzdeki ekranda oluşmasını sağlamaktadır. Modern hayatın vazgeçilmezidir. En küçük yapı taşı ise fotondur.

Bu etkileşimin temelinde statik elektrik vardır. Her cismin yapısal özelliğine göre elektrik yükü taşıdığını ve bu yüklerin artı-eksi yük durumlarına göre birbirlerine itme-çekme kuvveti uyguladığını biliyoruz. Bu etkileşim sayesinde elektronlar ve çekirdek bir araya gelme fırsatı bulurlar.

►İlginizi Çekebilir: Modülasyon Elektromanyetik Sistemlerde Gereksinim

Aynı yüklü iki elektronu birbirine yaklaştırdığımızda kütle çekim etkileşimi bu iki elektronu birleştirmeye, elektromanyetik etkileşim ise ayırmaya çalışır. Kazanan elektromanyetik etkileşim olur. Çünkü elektromanyetik etkileşim, kütle çekim etkileşiminden 10⁴² kat daha büyüktür.

Evrende elektromanyetik etkileşimin, kütle çekim etkileşimini genellikle yenememesinin nedeni ise çoğu şeyin nötr durumda olmasından kaynaklanıyor. Kütle çekim etkileşimi her durumda aktiftir.

Güçlü Etkileşim

Kuarkların bir arada durarak parçacıklar oluşturmasını sağlayan etkileşimdir. Bu nedenle güçlü etkileşime yapıştırıcı anlamına gelen ‘gluon’ da denmektedir. Gluonlar kuarkların taşıdığı renk yükünü daima anti-renk yüküne değiştirir. Bu nedenle hem renk yüküne hem de anti-renk yüküne sahipmiş gibi düşünülürler.

Zayıf Etkileşim

Atomaltı düzeyde, parçacık bozulmasında etkin olan etkileşimdir. Bu etkileşim atom dengesini yani yeryüzündeki dengeyi sağlar. Bu denge ile birlikte maddelerde ani bozulmalar ve canlılara zararlı olabilecek ışımalar gerçekleşmez.

Güçlü ve zayıf etkileşimler atomaltı mesafe ölçekleri dışında her yerde azalır. Aslında bu iki etkileşim, birlikte nükleer etkileşimi oluşturur.

Standart Model

Bu kuram yukarıda belirttiğimiz 4 etkileşimden elektromanyetik, güçlü ve zayıf etkileşimin açıklamasını veren kuramdır. Standart model farklı temel parçacıkların nasıl düzenlendiğini ve farklı kuvvetler aracılığı ile nasıl etkileştiğini açıklamaktadır.

Evrenin ne olduğunu ve evrenin nasıl bir arada durduğunu açıklamaya yardımcı olan bu kuram 6 kuark⁽¹⁾, 6 lepton⁽²⁾ ve bunların anti parçacıklarını kullanıyor. Yani bu model bize tüm madde parçalarının kuark ve leptonların bir araya gelmesiyle oluştuğunu söylüyor.

►İlginizi Çekebilir: Mühendislik Alanında Kullanılan En Pahalı 5 Madde

Her kuramda olduğu gibi standart modelin de açıklık getiremediği noktalar var. Kütle çekimin bu model ile nasıl birleştirileceği, madde miktarının anti-madde miktarından neden fazla olduğuna açıklık getirilememesi ve karanlık maddenin kaynağının açıklanamaması bu kuramın önündeki en büyük sorunlar olarak görülüyor.

(1) Kuark: Maddenin temel bileşenlerinden biridir. Kuarklar tek başlarına gözlemlenemez. Bir araya gelerek hadronları oluşturur. En kararlı olanları proton ve nötrondur.
(2) Lepton: Maddenin temel bileşenleridir. En çok bilineni elektrondur.

Kaynak:

►Wikipedia