Fizik Sohbetleri अष्ट veya VIII veya 八つ

Evet haklısınız. Çok gıcık! Fakat başlıktaki rakamları gıcıklık olsun diye yazmadım. Leptonları ve Kuarkları anlatırken neden öyle yazdığımı da anlamış olacaksınız. İlk sayı Sanskritçe, ikincisi malumunuz Roma rakamı ve sonuncusu Japon sekizi! Özetle sekizinci bölüm temel parçacıklar. Diğer bir deyişle Standart Modelin dayanak noktası sevimli elemanlar. İplikçikleri (string theory) son bölümde anlatıp fizik ile kafa şişirmeyi tamamlamayı planlıyorum.

İlk bölümlerde de ifade etmeye çalıştığım gibi fizik iki ana modele ayrılmıştır. İlki, görebildiğimiz dünyanın fiziği; klasik fizik. Diğeri ise, göremediğimiz dünyanın fiziği kuantum fiziğidir. Standart model diye ifade edilen, görünmeyen dünyanın fiziğidir. Kuvvetlerin ve minik dostlarımızın dünyası.

Leptonlar, diğer ismiyle nötrinolar ile kuarklar, maddenin temel taşlarını oluştururlar. Diğer deyişle atomu oluşturan temel parçacıklar olan proton ve nötronun temel parçacıklarıdır. Elektronlar nerede diyeceksiniz. Onları saldım, etrafta tur atıyorlar. Efendim, atomlar molekülleri, moleküller maddeyi oluştururlar. Maddenin ise üç hali olabilir. Katı, sıvı ve gaz. (Bir de 4. hali vardır. Ancak henüz çalışılma aşamasındadır. Zaman Kristalleri halidir. Çok uzun zaman içinde kendi desenini örnekleyerek oluşan kristalize yapıları anlatır.) Örneğin su. H2O molekülünden meydana gelmiştir. Bu molekülün içinde ise 2 adet hidrojen ve 1 adet oksijen atomu mevcuttur. Her bir atomun içinde 2 veya 3 veya 4,5,6 adet kuark ve 1 veya 2,3 adet lepton bulunur diye basitçe özetleyebiliriz. Yine unuttum değil mi? Elektronlar...

Kuarklar, leptonlar oldukça ilginçtir. Anlatabilmek için şöyle bir örnek vereyim. Diyelim ki bir kamyonun üç bölümü var. Çikolatalı, Çilekli ve Sütlü dondurma bölümleri. Bu bölmelere aynı miktarda çikolatalı,çilekli ve sütlü dondurma koydunuz. Kamyon dağıtıma çıktığı ilk durakta durduğunda çikolatalı bölümdeki dondurmaların çilekli olduğunu gördünüz. İlginç! Demek ki yanlış yüklemişler diye düşündünüz. 2. dağıtım noktasına ulaştığınızda çikolatalı bölümdeki dondurmaların sütlü, çilekli bölümdekilerin çikolatalı olduğunu fark ettiniz. Hayret değil mi? Neler oluyor diye düşündünüz. Son dağıtım noktasına ulaştığınızda ise tüm bölümlerdeki dondurmaların çikolatalı olduğunu tespit ettiniz.

Bu durumu nasıl yorumlayacaksınız? Neler olmuş olabilir?

Ya biri değiştirmiş olmalı ya da dondurmalar sürekli ve kendiliğinden değişiyorlardır. Fizikçilerle eğlenmek ve şaşırmak için birilerinin leptonları değiştirme ihtimalini anlamsız kabul edecek olursak; geriye tek bir seçenek kalıyor. Kendiliğinden ve sürekli olarak değişim göstermektedirler. Elektron nötrino, Mu nötrino'ya veya Tau nötrino'ya dönüşmektedir. 3 tip leptonun kendi içindeki hızlı ve ani geçişleri izlenmelerini ve formüle edilmelerini zorlaştıran bir durumdur. Ayrıca leptonlar, tüm maddelerin içinden ve maddeyle çok zayıf etkileşime girerek geçebilme özelliğine sahiptir. Bu nedenle yakalanmaları son derece zordur. Uzun yıllardır bu konudaki test çalışmaları sürmektedir. Yer altına yerleştirilmiş devasa su tankları içinde yakalanmaya çalışılmaktadır. Ayrıca planlanan en büyük nötrino yakalama deneyi ise ABD'de Fermilab laboratuarları ile Standford Üniversitesi arasında 1300KM lik deney hattıdır (LBNF).

http://lbnf.fnal.gov/

Super-Kamiokande detector

2105 yılında Super Kamiokande ile yapılan testlerde tespit edilen nötrino kütle çalışmalarıyla Prof. Takaaki Kajita Nobel ödülünü kazanmıştır.
https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2015/press.html

Fakat bu çalışmaların temelini atan Japon fizikçi Prof. Masatoshi Koshiba'dır. Ve kendisi 2002 ilk kozmik nötrino çalışmaları ile nobel ödülünü almıştır.
http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2002/
https://en.wikipedia.org/wiki/Masatoshi_Koshiba

Japonların nötrino çalışmalarını ve büyük su tankının inşaasını anlatan kısa bir video.

https://www.youtube.com/watch?v=qopJZDAGa1I