Hızlandırıcı Fiziği

Hızlandırıcı Fiziği,Daha çok miktarda ve daha ufak parçalara ayırmak istersek, yapmamız gereken bu cisimleri birbirine daha hızlı çarptırmaktır.

Hızlandırıcılarda yapılan da tam anlamıyla budur. Değişik türleri olmakla beraber (dairesel veya doğrusal hızlandırıcılar, lepton veya hadron çarpıştırıcıları, vs.) bütün hızlandırıcılarda yüklü parçacıklar elektrik ve manyetik alanlar kullanılarak hızlandırılarak, hassas dedektörlerin içinde birbirleri ile çarpıştırılırlar ve dedektörler aracılığıyla da çıkan parçacıklar incelenir.

Hızlandırıcılar geliştirildikçe ve enerjileri arttıkça, bilim insanları bir sürprizle karşılaştı. İki elektron çarpıştığında, eğer elektronların enerjileri yeterince fazlaysa, ortaya çıkan parçacıklar arasında, ağırlığı elektronun ağırlının yaklaşık 2000 katı olan proton da dahil olmak üzere, pek çok parçacık ortaya çıkıyordu. Ne olmuştu?

Elektorunun içinde, proton mu vardı ki ortaya çıkmıştı, yoksa başka bir süreç mi gerçekleşmişti? Gerçekte olan, Einstein’in görelilik kuramında ortaya koyduğu enerji madde eşitliğine göre (E=mc”) enerji maddeye dönüşmüştü. İlk elektronların birbirlerine çarparken sahip oldukları hareket enerjilerinin bir kısmı, proton ve diğer parçacıklar olarak kütleye dönüşmüştü. Hızlandırıcılarda, sadece proton, nötron ve elektronlar gözlemlenmez. güçlü etkileşim dediğimiz etkileşimlerden etkilenen proton ve nötron gibi pek çok “ağır” parçacık gözlemlenir. Bunların hepsine “baryon” adı verilir.

Baryon, Yunanca “ağır” anlamında barus kelimesinden gelir. Gözlemlenen bir başka güçlü etkileşen parçacık grubuysa “orta ağırlıkta” olan mezonlardır. Bu parçacıkların ismi ise yine Yunanca’da “orta” anlamına gelen mesos kelimesinden gelmiştir. Kuvvette etkileşen hadron ve mezonlar dışında, kuvvetle etkileşmeyen ve kütlesi dışında elektronun kopyaları olan muon ve leptonlarıyla, elektronun nötrinosunun neredeyse kopyası olan muon nötrinosu ve tau nötrinosudur ve bu iki sınıfın dışında da kütleleri protonun kütlesinin yaklaşık 80 katı olan W ve Z bozonları ile, kütlesiz fotonlardır.

Her ne kadar günümüzde bazı baryonlardan daha ağır mezonlar, veya leptonlar yaratabiliyor isek de, isimleri konduğunda, bu parçacıkları birbirinden ayıran en önemli özelliğin kütleleri olduğu sanılıyordur. Bugünkü bilgilerimiz dahilinde leptonlar (elektron, muon, tau ve bunların nötrinoları) ile W ve Z bozonları ve fotonun bir iç yapısı olmadığına, yani bunların temel parçacık olduğuna inanılmakta. Mezonların ve baryonlarınsa onlardan daha temel kuarklardan oluştuğu biliniyor. Bildiğimiz bütün baryonlar ya üç kuark, ya da üç anti-kuarktan oluşur, bütün mezonlarsa bir kuark ve bir anti-kuarktan oluşur.

Anti-kuarklar, kütle, spin gibi özellikleriyle kuarklarla özdeş olmakla beraber, elektrik, zayıf, vb. yükleri kuarkın tam tersidir. Sadece kuarkların değil, bütün parçacıkların anti (karşıt) parçacıkları vardır. Foton herhangi bir yükün olmadığı için anti parçacığı da kendisine eşittir. Madde ve anti madde bir araya gelirlerse, büyük miktarda enerji açığa çıkararak birbirlerini yok ederler.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir