Go Back   Yazılı Soruları-Soru Bankaları-Yaprak Test-2009-2010 Yazılı Sınav Soruları ve Cevapları > Genel Lise, Anadolu Lisesi , Anadolu Öğretmen Lisesi Yazılı ve Sınav Soruları > Fizik Dersi Yazılı ve Sınav Soruları > Fizik Ders Notları

Doğadaki Temel Kuvvetler

Fizik Ders Notları
Doğadaki Temel Kuvvetler Konusunu Görüntülemektesiniz.->* Elektromanyetik kuvvet ile güçlü ve zayıf nükleer kuvvetler daha ileriki sınıflarda ayrıntılı inceleneceğinden bu kuvvetlerin ayrıntısına girilmez. Bir cismi çektiğimiz zaman uyguladığımız kuvvetin cisme etki eden tek kuvvet olduğundan ...

Yeni Konu aç Cevapla
 
LinkBack LinkBack Seçenekler Stil
Alt 08-02-2010, 05:33 PM   #1 (permalink)
Kullanıcı Adı
Gelişmiş Üye
Standart Doğadaki Temel Kuvvetler

          
* Elektromanyetik kuvvet ile güçlü ve zayıf nükleer kuvvetler daha ileriki sınıflarda ayrıntılı inceleneceğinden bu kuvvetlerin ayrıntısına girilmez.



Bir cismi çektiğimiz zaman uyguladığımız kuvvetin cisme etki eden tek kuvvet olduğundan emin olamayız.

Bazen cisme etki eden kuvvetlerin kaynağı hemen görülmez veya bunlar cismin hareketinin sonucu olarak çıkabilirler. Örneğin bir balonun yüzeyini iten rüzgar bir kuvvet uygulayabilir ve uçmasına engel olmak için balonu zıt yönde çekmemiz gerekir. Hava durgun olsa bile balonu hareket ettirdiğimizde hava balonun hareketine engel olmaya çalışan bir kuvvetin doğmasına yol açar. Balon hareket halinde iken ivmesi uyguladığımız kuvvet tarafından verilen ivme değildir; bileşke kuvvetin verdiği ivmedir. Bileşke kuvvet sıfır ise ivme sıfırdır ve balon sabit hızla hareket eder.

Balonun bulunduğu yerde düzenli olarak esen bir rüzgarın uyguladığı kuvveti balona bağlı ipteki elastik halkanın gerilmesini ölçerek bulabiliriz. Bu kuvvet rüzgarın hızı ile artar. Hepimizin bildiği gibi, rüzgar ne denli hızlı eserse o denli kuvvetlidir. Balonu hava içinde çekerek hareket ettirirsek ivmeyi veren bileşke kuvveti bulmak için uyguladığımız kuvvetten havanın oluşturduğu kuvveti çıkarmamız gerekir.

Bir cismi bir yüzey üzerinde hareket ettirmeye çalışırsak sürtünme kuvvetleri doğar. Balonu hava içinde çektiğimizde ortaya çıkan engelleyici kuvvetlerden farklı olarak, sürtünme kuvvetleri cismin hızına hemen hemen hiç bağlı değildir. Eski Yunanlıları sabit bir hareket için bir kuvvete gerek olduğu sonucuna götüren hiç kuşkusuz, sürtünme kuvvetlerinin her yerde bulunmasıydı. Sabit hareket için gerekli kuvvet sürtünme kuvvetine ve hava direncine eşit ve zıt yönlüdür; ancak bileşke kuvvet sıfırdır.


Kuvveti hareketin nedeni olarak alma düşüncesi çok değerlidir; çünkü verilen bir durumda nasıl bir hareket oluşacağını önceden kestirmemizi sağlar. Her ne zaman aynı durum doğarsa, aynı kuvvetler tekrar tekrar ortaya çıkar. Bazı kuvvetler hareketten bağımsızdır. Örneğin bir cismin ağırlığı olan yerçekimi kuvveti, cisim hareket etsin veya etmesin, gelecek bölümde göreceğimiz gibi, hep aynıdır. Çoğrafi konumumuzu bilyorsak üzerimize ne kadar bir yerçekimi kuvveti etkileyeceğini bilir ve düşen bir cismin hareketini önceden kestirebiliriz. Öteki kuvvetler cismin bir başka cisme göre hareketine bağlıdır. Karşılaştığımız temel sorunlardan bir tanesi doğadaki kuvvetleri öğrenmektir. Böylece gözlediğimiz kuvvetleri hareketi önceden kestirmekte ve mekanik araçların planlanmasında kullanabiliriz.



* Newton’un Genel Çekim bağıntısı verilerek çekim kuvvetinin kütleye ve uzaklığa bağlılığı irdelenecektir.

Gece gökyüzünde Büyük Ayı'yı tanımayan pekaz kişi vardır. Gökyüzünün en göze çarpan özelliği, Büyük Ayı gibi yıldız gruplarının değişmeyen bağıl durumlarını koruyuşudur. Bu yıldızlar sanki dönen büyük bir kürenin iç yüzüne asılmış gibi hareket ederler ve sanki biz onlara bu kürenin merkezindeymişiz gibi bakarız. Bu " değişmez yıldızlar " fonu üzerinde güneş ve ay, sanki dünya etrafında başka başka hızlarla dönen başka kürelere bağlıymış gibi, düzgün olarak hareket ederler. Bu görüşe göre büyük ve hareketsiz olan dünya, gök cisimleri maddesinden yapılmış ve dünya etrafında dönen bir evrenin merkezinde bulunur. Böyle bir evrene " jeosantrik " ( yer merkezli ) evren denir.

Değişmez yıldızlar arasında, hareket ediyor gibi görünen, yedi gök cismi eski insanlarca biliniyordu. Güneş ve ay, Merkür, Venüs, Mars, Jüpiter ve Satürn'e Yunancada " gezegen " anlamına gelen kelimeden planet adı verilmiştir. Güneş ve ayın hareketi bir yana bırakılırsa, bu cisimlerin uzun zaman süresinde hareketleri gözlendiğinde, bu hareketlerin düzgün olmadığı görülür. Onların bu düzensiz hareketi eski insanların dikkatini gezegenler üzerinde toplamıştı. Bunlar, öteki yıldızlardan daha parlaktır ve parlaklıkları değiştiğinden dünyadan olan uzaklıklarının da değiştiği sanılıyordu. Gezegenlerden her birinin insanların yaşantısı ve heyecanlarıyla ( Venüs aşk ile, Mars savaş ile, .. vb. ) ilgileri olduğu sanılıyordu ve sanki bunlar değişmez yıldızların bölünmez mükemmelliği ile dünyanın devamlı düzensizliği arasında bulunuyorlardı. Donraları, gökyüzü bilimi ile uğraşanlar gezegenlerin durumlarında insanların gelecek hayatları üzerinde bazı belirtiler görmeye başladılar.

Eski astronomların başlıca endişesi, gezegenlerin gözlenen acaip hareketlerine, akla yakın bir açıklama bulmaktı. Bir rivayete göre, Yunan filozofu Eflatun ( M.Ö. 427-347 ) öğrencilerine şu problemleri sormuştur: Yıldızlar dünya etrafında mükemmel dairesel yörüngeler üzerinde hareket ederler, fakat gezegenlerin düzgün olmayan yörüngeler çizdikleri sanılmaktadır. Gezegenlerin üzerinde hareket ettikleri bu yörüngeler, mükemmel dairesel yörüngelerin nasıl bir bileşimidir? Bu sorunun ifadesinde, tüm eğrilerin en mükemmelinin daire olduğu ve bu nedenle gök cisimlerinin hareketlerini tek başına açıklayabileceği inancı açıkça görülmektedir. Bir çok yüzyıllar astronomların gayretleri, hiç değilse kısmen bu soruya cevap vermeye harcamıştır.




İLK GEZEGEN SİSTEMLERİ



Eflatun'un öğrencilerinden Eudoxus, gezegenlerin hareketlerini her birinin merkezi dünya olan bir hareketli küreler kümesi ile açıklamaya çalıştı.

Polonyalı astronom Nicolaus Copernicus ( 1473 de doğmuştur ) Ptolemy sisteminin çok karışık olduğu kanısındaydı.

Copernicus, dünyanın günde bir devir yaparak döndüğünü düşündükten sonra, gezegenler sisteminin merkezini dünya alacak yerde güneş alarak gezegenlerin yörüngelerinin büyük ölçüde basitleştirilebileceğini bulmuştu. Böylece dünya ne evrenin merkezi oluyor, ne de duruyordu.

1546 da doğmuş olan Danimarkalı astronomi bilgini Tycho Brahe, basitliğine rağmen Copernicus sistemini kabul edememişti. Bunun yerine, güneşin dünya etrafında ve diğer gezegenlerin de güneş etrafında döndüğü gelişmiş bir jeosantrik sistem ileri sürdü.

1571 de doğmuş olan Johannes Kepler, Tycho Brahe'nin zıttı bir kimseydi. Tycho çok büyük mekanik yeteneğe ve hünere sahipti fakat matematiğe karşı ilgisi azdı. Kepler, bir deneyci olarak beceriksizdi ama matematiğin gücüne hayran olmuş bir kimseydi. Sayıların gücüne karşı duyduğu bu derin saygı ile eski Yunanlılara taklaşıyor, sayısal bilmeceler çok ilgisini çekiyordu.

Kepler astronomiye çok önemli ilerlemeler getirdi. O, Tycho Brahe'nin göz kamaştırıcı denel veri çizgilerini basit, anlaşılır bir eğriler ve kurallar sistemi haline getirdi. Kepler'in bu sistemi ona " Göklerin Kanun Yapıcısı " adını kazandırdı.

İşte, Kepler'in bulduğu üç kanunun ifadeleri:

I . Her gezegen, odaklarından birinde güneş bulunan eliptik bir yörünge üzerinde hareket eder.

II. Güneşi gezegene birleştiren doğru parçası, eşit zaman aralıklarında eşit alanlar tarar.

III. R2 / T2 oranı bütün gezegenler için aynıdır. Eğer bu sabit orana K dersek, üçüncü kanun

R2 / T2 = K şeklinde yazılabilir.

Kepler'in üç kanunu gezegenlerin yörüngelerini, hem Ptolemy'nin hem de Copernicus'un daireler üzerinde hareket eden daireler karmaşık sistemlerinden, daha doğru olarak verir
ReaeL isimli Üye şimdilik offline konumundadır   Alıntı ile Cevapla
Sponsor Reklam
Alt 08-02-2010, 05:34 PM   #2 (permalink)
Kullanıcı Adı
Gelişmiş Üye
Standart

Kütleçekimi Kuvveti
Vikipedi, özgür ansiklopedi

Kütleçekim veya yerçekimi, kütlesi bulunan maddelerin birbirlerine doğru ivmelenme eğilimidir. Elektromanyetik kuvvet, Zayıf ve Güçlü Nükleer Kuvvet ile birlikte doğadaki dört temel kuvveti oluşturur. Kütleçekim, bu dört kuvvet arasında en zayıf olanıdır. Kütleçekimin önemli özellikleri şunlardır:
Kütleçekimi kuvveti, bir parçacığın kütlesine etki eder.
Kütleçekimi kuvveti, sınırsız bir alanı kapsar.
Kuvvet çok zayıftır. Gündelik iki eşyanın bir birine uyguladığı kütleçekim kuvvetini ölçmek günümüz teknolojisi ile mümkün değildir.


Kuvvet taşıyıcısı graviton'lardır.
Gravitonların spini 2 olduğundan, aynı yüklü gravitonlar birbirini çeker. Zıt yüklü gravitonlar ise bir birlerini iterler.

Evrensel Kütleçekim
Sir Isaac Newton, 1687 yılında yayımladığı Philosophiae Naturalis Principia Mathematica adlı eserinde kütleçekim kuvvetini şöyle tanımlamıştır:

Burada; M1 ve M2 cisimlerin kütleleri, R aralarındaki uzaklık, G ise,değerinde olan evrensel kütleçekim sabitidir.

Einstein`in Görelilik Kuramı ile Kütle Çekiminin Açıklanması
Maddelerin uzaktan birbirlerine kuvvet uygulaması, başta Newton olmak üzere birçok fizikçiyi rahatsız etmişti. Fakat Newton'un birçok pratik uygulamada geçerli sonuçlar veren fikirleri, 20. yüzyıl'a kadar geçerli kaldı. 20. yüzyılda Alman asıllı fizikçi Albert Einstein, Genel Görelilik kuramında dört boyutlu uzay-zamanın maddenin varlığı ile büküldüğünü (kıvrıldığını), fakat dört boyutlu uzay-zamandaki bu değişikliği sanki bir kuvvet uygulanıyormuş gibi gözlemlediğimizi öne sürdü. Genel Görelilik ile gelen bu açıklama, günümüzde itibar edilen açıklamadır.
ReaeL isimli Üye şimdilik offline konumundadır   Alıntı ile Cevapla
Alt 08-02-2010, 05:34 PM   #3 (permalink)
Kullanıcı Adı
Gelişmiş Üye
Standart

Elektromanyetik Kuvvet
Vikipedi, özgür ansiklopedi

Tanım
Elektrik kuvveti, yüklü iki parçacığın birbirini ittiği (yükleri aynı işaretli ise) ya da bibrirlerini çektiği (yükleri zıt işaretli ise) kuvvettir.
Manyetik kuvvet, elektrik yüklü bir parçacığın manyetik alandan geçerken üzerine etki eden kuvvettir. Bir manyetik alan, bir sarmalın sarımlarında dolaşan elektron örneğinde olduğu gibi, elektrik yüklü parçacıklar hareket ettiğinde ortaya çıkar.
Elektrik kuvveti ve manyetik kuvvet birbirlri ile ilişkilidir. James Clerk Maxwell , 1873'de elektrik ve manyetik kuvvet alanlarının uyduğu eksiksiz denklemleri bulmayı başardı ve böylece günümüzde elektromanyetizma denilen kuramı elde etmiş oldu.
Elektromanyetik kuvvetin temel parçacıklara etki ederken gösterdiği özellikler şu şekilde sıralanabilir.
Kuvvet, elektrik yükü üzerine evrensel bir şekilde etkir.
Kuvvet, çok büyük bir menzile sahiptir (manyetik alanın yıldızlarası etkisi vardır).
Kuvvet oldukça zayıftır. Kuvvetin şiddeti, elektron yükünün karesinin 2hc (2 x Planck sabiti x ışık hızı)'na bölümüne eşittir. Bu oran yaklaşık 1/137,036 dır.

Bu kuvvetin taşıyıcısı, durgun kütlesi sıfır, spini 1 olan ve foton denilen bir parçacıktır. Fotonun kendisinin elektrik yükü yoktur.
Tarihçe
Tarihte elektrik ve manyetizmanın ilk etkileri Çinliler ve Yunanlar tarafından incelenmiştir. Yunanlar bir parça kehribarın sürtüldüğünde bazı nesneleri çektiğini gözlemlemiştir (Elektron kelimesi kehribarın yunanca karşılığından türemiştir). Daha sonra Oersted, Coulomb, Ampere, Biot, Savart ve Gauss'un teorik ve deneysel çalışmalarıyla elektrik ve manyetizma ile ilgili gelişmeler sağlanmıştır. Deneysel açıdan elektrik ve manyetizmaya en büyük katkının Michael Faraday tarafından yapıldığı söylenebilir. Bütün bu bilim adamlarınca biriktirilen bilgiler James Clerk Maxwell tarafından dört denklem altında toplanmıştır. Bu denklemler Maxwell denklemleri olarak bilinir ve kuantumfiziği öncesi bilinen bütün elektrik ve manyetik görüngüleri açıklamaktadır.
ReaeL isimli Üye şimdilik offline konumundadır   Alıntı ile Cevapla
Alt 08-02-2010, 05:35 PM   #4 (permalink)
Kullanıcı Adı
Gelişmiş Üye
Standart

Güçlü Nükleer Kuvvet veya Güçlü Etkileşim
Vikipedi, özgür ansiklopedi

Kuarklar ve gluonlar arasındaki etkileşim güçlü etkileşim olarak adlandırılır ve bu etkileşim kuvantum renkdinamiği kuramı (QCD) ile betimlenir. Güçlü etkileşim, gluonlar tarafından taşınan ve kuarklar ile karşı-kuarklara, ayrıca gluonların kendilerine etki eden kuvvettir.
Güçlü etkileşim doğrudan temel parçacıklara etki ediyor olmasına rağmen bu kuvvet hadronlar arasındaki nükleer kuvvet olarak da karşımıza çıkar. Güçlü etkileşime giren parçacıkların doğrudan gözlemlenmesinin olanaksız olduğu pek çok serbest quark gözlemleme çalışmasının başarısızlıkla sonuçlanması sonucu anlaşılmıştır. Sadece hadronların gözlemlenebilmesi görüngüsü asimptotik özgürlük kuramı ile açıklanır.


Tarihçe
1970'li yıllara kadar Proton ve nötronlar'ın temel parçacıklar olduğu düşünülüyordu ve kuvvetli etkileşim ifadesi bugün nükleer kuvvet olarak bildiğimiz çekirdek içi kuvvetler için kullanılmaktaydı. Gözlemlenen kuvvet aslında kuvvetli etkileşiminin mezon ve baryonlar, yani hadronlar üzerindeki kalıntı etkileri idi. Bu kuvvet atom çekirdeğindeki protonlar arasındaki elektrostatik itme kuvvetini yenerek çekirdeği bir arada tutabilecek kadar güçlü olmalıydı; bu nedenle çekirdek içi etkileşim, güçlü etkileşim olarak adlandırıldı. Kuarkların keşfini ile birlikte bilimadamları kuvvetin protonlara değil, onları oluşturan kuark ve gluonlara etki ettiğini anladılar. Farkın anlaşılmasının ardından eski kavram kalıntı güçlü etkileşim, yeni kavram ise renk kuvveti olarak adlandırıldı.


Ayrıntılar
Parçacık fiziğinde standart modelin bir kısmı olan kuvantum renkdinamiği, SU(3) olarak adlandırılan yerel (ayar) simetri grubu üzerine kurulu bir Abelyen olmayan ayar kuramıdır. Güçlü etkileşimin kuvveti güçlü bağlaşım sabiti ile belirlenir. Bağlaşım sabiti etkileşen parçacıkların renk yüküne ve aralarındaki mesafenin/etkileşim enerjisinin büyüklüğüne göre değişir. Kuarklar ve gluonlar renk yükü taşıyan ve dolayısıyla güçlü etkileşime girebilen yegane temel parçacıklardır.
ReaeL isimli Üye şimdilik offline konumundadır   Alıntı ile Cevapla
Alt 08-02-2010, 05:35 PM   #5 (permalink)
Kullanıcı Adı
Gelişmiş Üye
Standart

Zayıf Nükleer Kuvvet veya Zayıf Etkileşim

Vikipedi, özgür ansiklopedi

Zayıf kuvvet, ya da zayıf nükleer kuvvet, pek çok parçacığın ve hatta pek çok atom çekirdeğinin kararsız olmasından sorumludur. Zayıf kuvvetin etki ettiği parçacık, bozunarak, kendisiyle akraba bir parçacığa dönüşür. Bu esnada bir elektron ile bir nötrino çiftini ortaya çıkartır.
Enrico Fermi, 1930'ların ortasında zayıf kuvvet için genel bir formül buldu. Daha sonra teori, George Sudarshan, Robert Marshak, Murray Gell-Mann ve Richard Feynman tarafından geliştirildi.
Kuvvet her parçacığa evrensel bir şekilde etki eder. Şiddeti her parçacık için aynıdır.
Çok kısa menzillidir.
Adından da anlaşılacağı üzere, kuvvet oldukça zayıftır.
Zayıf kuvveti taşıyıcıları W+, W-'dir. Bu parçacıklar 1980'lerin başında bulunmuştur. Spinleri 1, kütleleri çok büyüktür. Ayrıca yüksüz akım taşıyıcısı Z0 da zayıf kuvvet taşıyıcılarından biridir.
ReaeL isimli Üye şimdilik offline konumundadır   Alıntı ile Cevapla
Alt 08-02-2010, 05:35 PM   #6 (permalink)
Kullanıcı Adı
Gelişmiş Üye
Standart

Temel kuvvetler/alanlar

Kütleçekim kuvveti
Elektromanyetizma
Zayıf nükleer kuvvet
Güçlü nükleer kuvvet
Kütleçekim kuvveti


Kütleya da kütle çekimi, kütlesi bulunan maddelerin birbirlerine doğru ivmelenme eğilimidir. Elektromanyetik kuvvet, Zayıf ve Güçlü Nükleer Kuvvet ile birlikte doğadaki dört temel kuvveti oluşturur. Yer çekimi, bu dört kuvvet arasında en zayıf olanıdır. Yer çekiminin önemli özellikleri şunlardır:
Yer çekimi kuvveti, bir parçacığın kütlesine etki eder.
Yer çekimi kuvveti, sınırsız bir alanı kapsar.
Kuvvet çok zayıftır. Gündelik iki eşyanın bir birine uyguladığı yer çekimi kuvvetini ölçmek günümüz teknolojisi ile mümkün değildir.
Kuvvet taşıyıcısı graviton'lardır.
Gravitonların spini 2 olduğundan, aynı yüklü gravitonlar birbirini çeker. Zıt yüklü gravitonlar ise bir birlerini iterler.
Sir Isaac Newton, 1687 yılında yayımladığı Philosophiae Naturalis Principia Mathematica adlı eserinde yer çekimi kuvvetini şöyle tanımlamıştır:

Burada; M1 ve M2 cisimlerin kütleleri, R aralarındaki uzaklık, G ise 6,6710 − 11Nm2kg − 2 değerinde olan evrensel yer çekimi sabitidir.



Elektromanyetizma


Elektrik kuvveti, yüklü iki parçacığın birbirini ittiği (yükleri aynı işaretli ise) ya da bibrirlerini çektiği (yükleri zıt işaretli ise) kuvvettir.
Manyetik kuvvet, elektrik yüklü bir parçacığın manyetik alandan geçerken üzerine etki eden kuvvettir. Bir manyetik alan, bir sarmalın sarımlarında dolaşan elektron örneğinde olduğu gibi, elektrik yüklü parçacıklar hareket ettiğinde ortaya çıkar.
Elektrik kuvveti ve manyetik kuvvet birbirleri ile ilişkilidir. James Clerk Maxwell , 1873'de elektrik ve manyetik kuvvet alanlarının uyduğu eksiksiz denklemleri bulmayı başardı ve böylece günümüzde elektromanyetizma denilen kuramı elde etmiş oldu.
Elektromanyetik kuvvetin temel parçacıklara etki ederken gösterdiği özellikler şu şekilde sıralanabilir.
Kuvvet, elektrik yükü üzerine evrensel bir şekilde etkir.
Kuvvet, çok büyük bir menzile sahiptir (manyetik alanın yıldızlarası etkisi vardır).
Kuvvet oldukça zayıftır. Kuvvetin şiddeti, elektron yükünün karesinin 2hc(2 x Planck sabiti x ışık hızı)'na bölümüne eşittir. Bu oran yaklaşık 1/137,036 dır.
Bu kuvvetin taşıyıcısı, durgun kütlesi sıfır, spini 1 olan ve foton denilen bir parçacıktır. Fotonun kendisinin elektrik yükü yoktur..
Tarihte elektrik ve manyetizmanın ilk etkileri Çinliler ve Yunanlar tarafından incelenmiştir. Yunanlar bir parça kehribarın sürtüldüğünde bazı nesneleri çektiğini gözlemlemiştir. (Elektron kelimesi kehribarın yunanca karşılığından türemiştir). Daha sonra Oersted, Coulomb, Ampere, Biot, Savart ve Gauss'un teorik ve deneysel çalışmalarıyla elektrik ve manyetizma ile ilgili gelişmeler sağlanmıştır. Deneysel açıdan elektrik ve manyetizmaya en büyük katkının Michael Faraday tarafından yapıldığı söylenebilir. Bütün bu bilim adamlarınca biriktirilen bilgiler James Clerk Maxwell tarafından dört denklem altında toplanmıştır. Bu denklemler Maxwell denklemleri olarak bilinir ve kuantumfiziği öncesi bilinen bütün elektrik ve manyetik görüngüleri açıklamaktadır.

Zayıf nükleer kuvvet

Zayıf kuvvet, ya da zayıf nükleer kuvvet, pek çok parçacığın ve hatta pek çok atom çekirdeğinin kararsız olmasından sorumludur. Zayıf kuvvetin etki ettiği parçacık, bozunarak, kendisiyle akraba bir parçacığa dönüşür. Bu esnada bir elektron ile bir nötrino çiftini ortaya çıkartır.
Enrico Fermi, 1930'ların ortasında zayıf kuvvet için genel bir formül buldu. Daha sonra teori, George Sudarshan, Robert Marshak, Murray Gell-Mann ve Richard Feynman tarafından geliştirildi.

Kuvvet her parçacığa evrensel bir şekilde etki eder. Şiddeti her parçacık için aynıdır.
Çok kısa menzillidir.
Adından da anlaşılacağı üzere, kuvvet oldukça zayıftır.
Zayıf kuvveti taşıyıcıları W+, W-'dir. Bu parçacıklar 1980'lerin başında bulunmuştur. Spinleri 1, kütleleri çok büyüktür. Ayrıca yüksüz akım taşıyıcısı Z0 da zayıf kuvvet taşıyıcılarından biridir.
Güçlü nükleer kuvvet

Kuarklar ve gluonlar arasındaki etkileşim güçlü etkileşim olarak adlandırılır ve bu etkileşim Kuantum renkdinamiği kuramı (QCD) ile betimlenir. Güçlü etkileşim, gluonlar tarafından taşınan ve kuarklar ile karşı-kuarklara, ayrıca gluonların kendilerine etki eden kuvvettir.
Güçlü etkileşim doğrudan temel parçacıklara etki ediyor olmasına rağmen bu kuvvet hadronlar arasındaki nükleer kuvvet olarak da karşımıza çıkar. Güçlü etkileşime giren parçacıkların doğrudan gözlemlenmesinin olanaksız olduğu pek çok serbest quark gözlemleme çalışmasının başarısızlıkla sonuçlanması sonucu anlaşılmıştır. Sadece hadronların gözlemlenebilmesi görüngüsü asimptotik özgürlük kuramı ile açıklanır.


1970'li yıllara kadar Proton ve nötronlar'ın temel parçacıklar olduğu düşünülüyordu ve kuvvetli etkileşim ifadesi bugün nükleer kuvvet olarak bildiğimiz çekirdek içi kuvvetler için kullanılmaktaydı. Gözlemlenen kuvvet aslında kuvvetli etkileşiminin mezon ve baryonlar, yani hadronlar üzerindeki kalıntı etkileri idi. Bu kuvvet atom çekirdeğindeki protonlar arasındaki elektrostatik itme kuvvetini yenerek çekirdeği bir arada tutabilecek kadar güçlü olmalıydı; bu nedenle çekirdek içi etkileşim, güçlü etkileşim olarak adlandırıldı. Kuarkların keşfini ile birlikte bSayfanın başlığıilimadamları kuvvetin protonlara değil, onları oluşturan kuark ve gluonlara etki ettiğini anladılar. Farkın anlaşılmasının ardından eski kavram kalıntı güçlü etkileşim, yeni kavram ise renk kuvveti olarak adlandırıldı.


Parçacık fiziğinde standart modelin bir kısmı olan kuvantum renkdinamiği, SU(3) olarak adlandırılan yerel (ayar) simetri grubu üzerine kurulu bir Abelyen olmayan ayar kuramıdır. Güçlü etkileşimin kuvveti güçlü bağlaşım sabiti ile belirlenir. Bağlaşım sabiti etkileşen parçacıkların renk yüküne ve aralarındaki mesafenin/etkileşim enerjisinin büyüklüğüne göre değişir. Kuarklar ve gluonlar renk yükü taşıyan ve dolayısıyla güçlü etkileşime girebilen yegane temel parçacıklardır.
ReaeL isimli Üye şimdilik offline konumundadır   Alıntı ile Cevapla
Alt 08-02-2010, 05:36 PM   #7 (permalink)
Kullanıcı Adı
Gelişmiş Üye
Standart

Temel kuvvetler/alanlar
Kütleçekim kuvveti
Elektromanyetizma
Zayıf nükleer kuvvet
Güçlü nükleer kuvvet
Kütleçekim kuvveti


Kütleya da kütle çekimi, kütlesi bulunan maddelerin birbirlerine doğru ivmelenme eğilimidir. Elektromanyetik kuvvet, Zayıf ve Güçlü Nükleer Kuvvet ile birlikte doğadaki dört temel kuvveti oluşturur. Yer çekimi, bu dört kuvvet arasında en zayıf olanıdır. Yer çekiminin önemli özellikleri şunlardır:
Yer çekimi kuvveti, bir parçacığın kütlesine etki eder.
Yer çekimi kuvveti, sınırsız bir alanı kapsar.
Kuvvet çok zayıftır. Gündelik iki eşyanın bir birine uyguladığı yer çekimi kuvvetini ölçmek günümüz teknolojisi ile mümkün değildir.
Kuvvet taşıyıcısı graviton'lardır.
Gravitonların spini 2 olduğundan, aynı yüklü gravitonlar birbirini çeker. Zıt yüklü gravitonlar ise bir birlerini iterler.
Sir Isaac Newton, 1687 yılında yayımladığı Philosophiae Naturalis Principia Mathematica adlı eserinde yer çekimi kuvvetini şöyle tanımlamıştır:

Burada; M1 ve M2 cisimlerin kütleleri, R aralarındaki uzaklık, G ise 6,6710 − 11Nm2kg − 2 değerinde olan evrensel yer çekimi sabitidir.



Elektromanyetizma


Elektrik kuvveti, yüklü iki parçacığın birbirini ittiği (yükleri aynı işaretli ise) ya da bibrirlerini çektiği (yükleri zıt işaretli ise) kuvvettir.
Manyetik kuvvet, elektrik yüklü bir parçacığın manyetik alandan geçerken üzerine etki eden kuvvettir. Bir manyetik alan, bir sarmalın sarımlarında dolaşan elektron örneğinde olduğu gibi, elektrik yüklü parçacıklar hareket ettiğinde ortaya çıkar.
Elektrik kuvveti ve manyetik kuvvet birbirleri ile ilişkilidir. James Clerk Maxwell , 1873'de elektrik ve manyetik kuvvet alanlarının uyduğu eksiksiz denklemleri bulmayı başardı ve böylece günümüzde elektromanyetizma denilen kuramı elde etmiş oldu.
Elektromanyetik kuvvetin temel parçacıklara etki ederken gösterdiği özellikler şu şekilde sıralanabilir.

Kuvvet, elektrik yükü üzerine evrensel bir şekilde etkir.
Kuvvet, çok büyük bir menzile sahiptir (manyetik alanın yıldızlarası etkisi vardır).
Kuvvet oldukça zayıftır. Kuvvetin şiddeti, elektron yükünün karesinin 2hc(2 x Planck sabiti x ışık hızı)'na bölümüne eşittir. Bu oran yaklaşık 1/137,036 dır.
Bu kuvvetin taşıyıcısı, durgun kütlesi sıfır, spini 1 olan ve foton denilen bir parçacıktır. Fotonun kendisinin elektrik yükü yoktur..
Tarihte elektrik ve manyetizmanın ilk etkileri Çinliler ve Yunanlar tarafından incelenmiştir. Yunanlar bir parça kehribarın sürtüldüğünde bazı nesneleri çektiğini gözlemlemiştir. (Elektron kelimesi kehribarın yunanca karşılığından türemiştir). Daha sonra Oersted, Coulomb, Ampere, Biot, Savart ve Gauss'un teorik ve deneysel çalışmalarıyla elektrik ve manyetizma ile ilgili gelişmeler sağlanmıştır. Deneysel açıdan elektrik ve manyetizmaya en büyük katkının Michael Faraday tarafından yapıldığı söylenebilir. Bütün bu bilim adamlarınca biriktirilen bilgiler James Clerk Maxwell tarafından dört denklem altında toplanmıştır. Bu denklemler Maxwell denklemleri olarak bilinir ve kuantumfiziği öncesi bilinen bütün elektrik ve manyetik görüngüleri açıklamaktadır.

Zayıf nükleer kuvvet

Zayıf kuvvet, ya da zayıf nükleer kuvvet, pek çok parçacığın ve hatta pek çok atom çekirdeğinin kararsız olmasından sorumludur. Zayıf kuvvetin etki ettiği parçacık, bozunarak, kendisiyle akraba bir parçacığa dönüşür. Bu esnada bir elektron ile bir nötrino çiftini ortaya çıkartır.
Enrico Fermi, 1930'ların ortasında zayıf kuvvet için genel bir formül buldu. Daha sonra teori, George Sudarshan, Robert Marshak, Murray Gell-Mann ve Richard Feynman tarafından geliştirildi.
Kuvvet her parçacığa evrensel bir şekilde etki eder. Şiddeti her parçacık için aynıdır.
Çok kısa menzillidir.
Adından da anlaşılacağı üzere, kuvvet oldukça zayıftır.
Zayıf kuvveti taşıyıcıları W+, W-'dir. Bu parçacıklar 1980'lerin başında bulunmuştur. Spinleri 1, kütleleri çok büyüktür. Ayrıca yüksüz akım taşıyıcısı Z0 da zayıf kuvvet taşıyıcılarından biridir.
Güçlü nükleer kuvvet

Kuarklar ve gluonlar arasındaki etkileşim güçlü etkileşim olarak adlandırılır ve bu etkileşim Kuantum renkdinamiği kuramı (QCD) ile betimlenir. Güçlü etkileşim, gluonlar tarafından taşınan ve kuarklar ile karşı-kuarklara, ayrıca gluonların kendilerine etki eden kuvvettir.

Güçlü etkileşim doğrudan temel parçacıklara etki ediyor olmasına rağmen bu kuvvet hadronlar arasındaki nükleer kuvvet olarak da karşımıza çıkar. Güçlü etkileşime giren parçacıkların doğrudan gözlemlenmesinin olanaksız olduğu pek çok serbest quark gözlemleme çalışmasının başarısızlıkla sonuçlanması sonucu anlaşılmıştır. Sadece hadronların gözlemlenebilmesi görüngüsü asimptotik özgürlük kuramı ile açıklanır.


1970'li yıllara kadar Proton ve nötronlar'ın temel parçacıklar olduğu düşünülüyordu ve kuvvetli etkileşim ifadesi bugün nükleer kuvvet olarak bildiğimiz çekirdek içi kuvvetler için kullanılmaktaydı. Gözlemlenen kuvvet aslında kuvvetli etkileşiminin mezon ve baryonlar, yani hadronlar üzerindeki kalıntı etkileri idi. Bu kuvvet atom çekirdeğindeki protonlar arasındaki elektrostatik itme kuvvetini yenerek çekirdeği bir arada tutabilecek kadar güçlü olmalıydı; bu nedenle çekirdek içi etkileşim, güçlü etkileşim olarak adlandırıldı. Kuarkların keşfini ile birlikte bSayfanın başlığıilimadamları kuvvetin protonlara değil, onları oluşturan kuark ve gluonlara etki ettiğini anladılar. Farkın anlaşılmasının ardından eski kavram kalıntı güçlü etkileşim, yeni kavram ise renk kuvveti olarak adlandırıldı.


Parçacık fiziğinde standart modelin bir kısmı olan kuvantum renkdinamiği, SU(3) olarak adlandırılan yerel (ayar) simetri grubu üzerine kurulu bir Abelyen olmayan ayar kuramıdır. Güçlü etkileşimin kuvveti güçlü bağlaşım sabiti ile belirlenir. Bağlaşım sabiti etkileşen parçacıkların renk yüküne ve aralarındaki mesafenin/etkileşim enerjisinin büyüklüğüne göre değişir. Kuarklar ve gluonlar renk yükü taşıyan ve dolayısıyla güçlü etkileşime girebilen yegane temel parçacıklardır.
ReaeL isimli Üye şimdilik offline konumundadır   Alıntı ile Cevapla
Alt 08-02-2010, 05:37 PM   #8 (permalink)
Kullanıcı Adı
Gelişmiş Üye
Standart

Günlük yaşantımızda bir çok kuvvet çeşidi ile karşılaşmaktayız. Bu kuvvetlere sürtünme kuvveti, elektrostatik kuvvetler, manyetik kuvvetler gibi örnekler verilebilir. Tüm bu kuvvetler büyük boyutlarda yani makroskobik boyutlardaki cisimlerin birbirleri ile etkileşiminde gözlemlenmektedir. Örneğin yolda yürüdüğümüz zaman ayaklarımız ile yer arasındaki sürtünme kuvveti hareketimize yardımcı olur. Makroskobik boyutlarda yer alan kuvvetleri temel olarak iki gruba dahil edebiliriz.

Kütle çekim kuvveti
Elektromanyetik kuvvet
Bu kuvvetlerin yanı sıra çok küçük boyutlarda yani mikroskobik dünyada yer alan kuvvetler de vardır.
Zayıf nükleer kuvvetler
Şiddetli nükleer kuvvetler
Yani tüm dünyada dört temel kuvvet yer almaktadır.
Kütle çekim kuvveti
Elektromanyetik kuvvet
Zayıf nükleer kuvvetler
Şiddetli nükleer kuvvetler
Kütle Çekim Kuvveti

Issac Newton evrende yer alan tüm cisimlerin birbirlerini belirli ölçülerde çektiğini keşfetmiştir . Cisimlerin kütleleri nedeniyle aralarında oluşan bu çekim kuvvetine kütle çekim kuvveti adı verilmektedir..

Yukarıdaki şekilde yer alan m1 ve m2 kütleli cisimlerin birbirinden r uzaklığında oldukları durumu düşünelim. Bu durumda cisimler arasında oluşan kütle çekim kuvveti aşağıdaki formül ile bulunur.

Burada G kütle çekim sabiti olup değeri 'dir.
Kütle çekim kuvvetleri doğada bulunan en zayıf kuvvet çeşididir. Yerçekimi kuvveti bir kütle çekim kuvvetidir.
Elektromanyetik Kuvvet

Cisimler arasında sahip oldukları elektrik yükleri nedeniyle bir kuvvet oluşur. Bu kuvvete elektromanyetik kuvvet denir. Eğer bu cisimler aynı tür yükle yüklenmişler ise aralarındaki bu kuvvet itme kuvveti şeklinde olur. Farklı türden yüklü cisimler arasında ise çekme kuvveti olarak kendini gösterir. Elektromanyetik kuvvet Coulomb kanunu ile verilen bir bağıntı yardımı ile hesaplanır. Birbirinden d uzaklığı kadar ayrı olan q1 ve q2 yüklü cisimler arasında oluşan kuvvetin büyüklüğü aşağıdaki formül ile hesaplanabilir.


Burada,
F : Coulomb kuvveti
d : Yüklü cisimlerin kütle merkezleri arasındaki uzaklık
k : Ortamın cinsine ve kullanılan birim sistemine bağlı olarak değişen Coulomb sabiti.
Aynı türde yüklü cisimler arasında oluşan kuvvet aşağıdaki şekilde gösterilebilir.

Zayıf nükleer kuvvetler

Zayıf nükleer kuvvetler atomik boyutlarda söz konusu olan bir kuvvettir. Bu kuvvet atomların kararsızlığından sorumlu kuvvetlerdir. Bu kuvvetler nükleer bozunmalarda görülmektedir.

Şiddetli nükleer kuvvetler

Şiddetli kuvvetler yine zayıf nükleer kuvvetlerde de olduğu gibi çok küçük boyutlarda rastladığımız kuvvettir. Bu kuvvetler atom çekirdeğinde yer alan proton ve nötronların bir arada durmasını sağlarlar. Şiddetli nükleer kuvvetler temel kuvvetlerden en şiddetli olanıdır. Fakat bu kuvvetler çok çok kısa mesafelerde etkisini gösterebilirler.
ReaeL isimli Üye şimdilik offline konumundadır   Alıntı ile Cevapla
Alt 08-02-2010, 05:37 PM   #9 (permalink)
Kullanıcı Adı
Gelişmiş Üye
Standart

Dört temel doğa kuvvetinden atom altı ölçeklerde etkileşen üçünü (şiddetli çekirdek kuvveti = atom çekirdeklerini oluşturan parçacıkları bir arada tutan kuvvet; zayıf çekirdek kuvveti = ağır ve kararsız parçacıkların bozunarak kimlik değiştirmesine yol açan kuvvet ve elektromanyetik kuvvet = atom çekirdekleriyle çevrelerinde dolanan elektronlar arasında etkiyerek atomları ve molekülleri bir arada tutan kuvvet) açıklayan Standart Model'e göre BİLİNEN tüm parçacıkların aynı kütlede ama ters elektrik yükü taşıyan bir karşıtı vardır (ayna görüntüsü gibi). İşte bunlara karşı madde ya da anti madde diyoruz. Örneğin - yüklü elektronun anti madde karşılığı + yüklü pozitron; + yüklü protonun anti madde karşılığı - yüklü anti proton vb. Maddeyle anti madde yani bir parçacıkla kendi anti maddesi bir araya geldiğinde birbirlerini yok ederek enerji açığa çıkarırlar. 137 milyar yıl önce evreni ortaya çıkaran Büyük Patlama'da eşit miktarlarda ortaya çıkan madde ile anti madde birbirlerini yok ederken bazı kuantum mekaniksel özellikler nedeniyle toplam maddenin çok küçük bir bölümü yok olmaktan kurtulmuş ve evrende görebildiğimiz her şey (yıldızlar gökadalar gezegenler ve üzerlerindeki canlılar) bu küçük madde fazlalığının birer ürünü. Ancak evrendeki büyük yapıların (gökadalar ve gökada kümeleri) hareketleriyle ve evrenin yapısıyla ilgili olarak yapılan duyarlı gözlemler Standart Model'de listelenen parçacıkların dışında ve toplam maddenin beş katı kütlede henüz gözlenememiş ve nitelikleri BİLİNEMEYEN bir dizi parçacık olduğunu gösteriyor ki bunlar "karanlık madde" olarak adlandırılıyor. Anti madde ile karanlık maddeyi aynı şeymiş gibi düşünmek sık yapılan bir yanlış olduğu için bu farkı iyi anlamak gerekir. Özetle anti madde BİLİNEN madde parçacıklarının ters elektrik yükü taşıyan karşıtları; "karanlık madde" ise henüz varlıkları deney ya da gözlemlerle belirlenememiş ancak yaptıkları kütle çekim etkisiyle varlıklarını dolaylı yoldan gösteren madde olarak tanımlanabilir. Anti madde yukarıda açıklanan özelliği (maddeyle anti maddenin bir araya geldiklerinde birbirlerini yok etmeleri) nedeniyle görünen evrende doğal olarak bulunmuyor (yine de bazı kuramcılar evrenin kıyısında bucağında varlığını koruyabilmiş anti madde adacıkları bulunabileceği spekülasyonunu yapıyorlar). Ama yüksek enerjili çarpışma deneylerinde ya da madde parçacıklarının doğal bozunma sürecinde ortaya çıkıp saniyenin çok küçük kesirlerinde var olabiliyorlar. Bilim insanları çok özel deney koşullarında ve milyarlarca dolar değerinde parçacık detektörleri ve süper iletken mıknatıslar kullanarak bunları yok olmadan tuzaklayıp koruyabiliyor ve bunlarla yüksek enerjili çarpışma deneyleri gerçekleştiriyorlar.
ReaeL isimli Üye şimdilik offline konumundadır   Alıntı ile Cevapla
Alt 08-02-2010, 05:38 PM   #10 (permalink)
Kullanıcı Adı
Gelişmiş Üye
Standart

          
1928-1995 arası: Başlangıç
Karşıt maddenin tarihi Paul Dirac adlı genç bir fizikçinin matematiksel denkleminin garip çıkarımıyla başlar..
20. yüzyılın başılarında 2 önemli teori olan kuantum mekaniği ve görecelik teorileri fiziği temellerinden sarsıyordu.. 1905 yılında Albert Einstein'ın meydana çıkardığı özel görecelik teorisi uzay-zaman ve kütle-enerji arasındaki ilişkiyi açıklıyordu.. Bu sırada yapılan deneyler ışığın bazen dalga bazen küçük parçacık akımları halinde davrandığını gösteriyordu.. Max Planck önerdiği teoriye göre ışık dalgaları "kuanta" adı verilen küçük paketçikler halinde yayılıyordu bu ışığın hem dalga hem parçacık halinde yayılması anlamına geliyordu..
1920'lerde fizikçiler atom ve bileşenlerine aynı kavramı uygulamaya çalışıyolardı.. 1920lerin sonunda Erwin Schrodinger ve Werner Heisenberg yeni kuantum teorisini keşfettiler.. Bundaki tek sorun teorinin görecelik teorisine uygulanabilir olmayışı yani sadece yavaş hızlardaki parçacıklar için geçerli olup ışık hızına yakın hareket edenler için sonuç vermemesiydi..
1928'de Paul Dirac problemi çözdü: elektron davranışını tanımlamak için özel göreliliği ve kuantum teorisini bir araya getiren bir denklem yazdı.. Dirac denklemi ona 1933 Nobel Ödülünü getirdi aynı zamanda başka bir problem yarattı: x^2=4 denkleminin 2 çözümü olduğu gibi (x= -2 x=2) Dirac denkleminin de biri pozitif enerjili diğeri negatif enerjili elektronlar için olmak üzere 2 çözümü vardı.. Fakat klasik fiziğe ( ve sağduyuya) göre bir parçacağın enerjisi daima pozitif bir sayı olmaydı !
Dirac bunun her parçacığın kendisiyle tıpatıp aynı ama yükü zıt olan bir karşıt-parçacığı olacağı anlamına geleceğini açıkladı.. Mesela elektron için her yönüyle aynı ama pozitif yük içeren bir karşıt-elektron olmalıydı.. Nobel konferansında karşıt maddeden oluşan tamamen yeni bir evrenin varlığını kurgulamıştı..

1930: doğanın yardım eli [değiştir]1930'da gizemli karşıt-parçacık avı başladı.. O yüzyılın daha öncesinde Victor Hess (1936 Nobel Ödülü sahibi) yüksek enerjili parçacıkların bir kaynağını keşfetmişti: kozmik ışınlar.. Kozmik ışınlar dış uzaydan gelen çok yüksek enerjili parçacıklardır dünya atmosferine çarptıklarında muazzam bir düşük enerjili parçacık sağanağı yaratırlar ki bunun fizikçiler için çok kullanışlı olduğu ispatlanmıştır..
1932'de Carl Anderson CalTech'ten genç bir profesör kozmik parçacık sağanağı hakkında çalışırken pozitif yüklü ve elektronla aynı kütleli bir parçacığın bıraktığı izi gördü.. Bir yıllık çalışma ve gözlemler sonucu izlerin gerçekten karşıt elektron olduğuna ve herbirinin kozmik ışınların etkisiyle kendi yanına bir elektron ürettiklerine karar verdi.. Karşıt elektronlara pozitif yüklerinden dolayı "pozitron" adını verdi.. Doğrulama kısa bir süre içinde Occhialini ve Blackett'ten geldi böylece bu çalışma Anderson'a 1936 Nobel Ödülünü getirdi ve Dirac'ın öngörüsü doğrulanmış oldu..
Uzun yıllar kozmik ışınlar yüksek enerjili parçacıkların tek kaynağı olarak kaldılar.. Keşiflerin akışı durmadı ama beklenen karşıt parçacığın karşıt protonun keşfi için fizikçiler 22 yıl beklemek zorunda kaldılar..


1954: güç araçları [değiştir]Karşıt proton araştırmaları 1940larda ve 50lerde labovatuar deneylerinin o zamana kadar ki en yüksek enerjili seviyelere çıkmasıyla kızıştı..
1930'da Ernest Lawrance (1939 Nobel Ödülü sahibi) siklotron denen proton gibi bir parçacığı onlarca MeV enerjiye çıkartan parçacık hızlandırıcıyı icat etti.. Hemen ardından karşıt-protonun bulunması için harcanan efordan dolayı hızlandırıcılar çağı başlamış oldu.. Ve yeni bir bilimdalı olarak yüksek enerji fiziği doğdu..
California Berkeley'deki Bevatron'u 1954 yılında inşa eden yine Lawrance idi (o zamanlar BeV idi şimdi GeV diyoruz).. Bevatron 2 elektronu karşıt proton üretmek için en uygun yüzey olarak öngörülen 62 GeVluk enerjide çarpıştırabiliyordu.. Aynı zamanda başlarında Emilio Segre olan diğer bir fizikçi grubu karşıt protonları saptamak için yeni bir makine tasarladılar ve yaptılar..
Ekim 1955'de büyük haber New York Times'ın ön sayfasından duyuruluyordu: "Yeni Atom Parçacığı Bulundu Negatif Proton!". Karşıt protonun keşfiyle Serge ve takımı (O. Chamberlain C. Wiengand ve T. Ypsilantis) doğanın temel simetrilerinden birinin kanıtında başarılı olmuş oldular: madde ve karşıt madde..
Segre ve Chamberlain 1959 Nobel Ödülüne layık görüldüler.. Sadece bir yıl sonra Bevatronda çalışan ikinici takım (B. Cork O. Piccione W. Wenzel ve G. Lambertson) karşıt nötronu bulduklarını duyurdular..

1965: karşıt çekirdek [değiştir]O zamana kadar atomu oluşturan 3 parçacığının da birer karşıt parçacığı olduğu biliniyordu.. Yani eğer parçacıklar atomda birbirlerine bağlanıp maddenin en küçük yapı birimini oluşturuyorlarsa karşıt parçacıklarında birbirlerine bağlanıp karşıt maddenin en küçük yapı birimini oluşturmamalarını düşünmek için bir sebep yoktu..
Ama madde ve karşıt madde Dirac'ın ifade ettiği gibi tamamen eşit ve zıt veya simetrik midir? Sonra önemli adım bu simetrinin test edilmesiydi.. Fizikçiler atomaltı karşıt parçacıkların biraraya geldiklerinde nasıl davranacaklarını bilmek istiyolardı.. Karşıt proton ve karşıt nötron birbirine tutunup karşıt çekirdek oluşturacaklar mıydı?
Cevap 1965te karşıt döteryumun bir karşıt madde çekirdeğinin bir karşıt proton ve bir karşıt nötrondan oluşmuş hali ( tıpkı döteryumun (ağır hidrojen) bir proton ve bir nötrondan oluşması gibi) bulunmasıyla geldi.. Hedef eşzamanlı olarak iki takım tarafından vurulmuştu: biri Antonino Zichichi önderliğinde CERNdeki Proton Synchrotronu kullanmışlardı diğerleri ise Leon Lederman başkanlığında New Yorktaki Brookhaven Ulusal Laboratuvarınının Alternating Gradient Synchrotron (AGS) hızlandırıcısını kullanarak başarmışlardı..

1995: karşıt parçacıktan karşıt maddeye [değiştir]Karşıt çekirdek yaptıktan sonraki soru karşıt elektronlar karşıt çekirdekle karşıt maddeyi oluşturacak bağları yapabilir miydi?
Cevap baya sonları çok özel bir makine CERNnin eşsiz Düşük Enerji Karşıt Proton Çemberi (Low Energy Antiproton Ring (LEAR)) sayesinde geldi.. Hızlandırıcıların aksine LEAR aslında karşıt protonları "yavaşlatıyordu". Fizikçiler bundan sonra bir pozitronu (yani karşıt elektronu) karşıt protonla bağ kurup gerçek bir karşıt hidrojen gerçek bir karşıt madde atomu oluşturması için denemelere başladılar..
1995'in sonlarına doğru bu şekildeki ilk karşıt atomlar Alman ve İtalyan fizikçilerden oluşan bir takım tarafından CERNde elde edildi.. Sadece 9 karşıt atom üretilmesine karşı haber tüm dünya gazetelerinin ön sayfasına çıkacak kadar heyecan uyandırıcıydı..
Başarı karşıt hidrojen atomlarının karşıt dünya üzerindeki çalışmalarda hidrojenin bilim tarihinde son asırda oynadığını role benzer bir rol oynayabileceğini söylüyordu.. Hidrojen evrenimizin 3 çeyreğini oluşturuyor ve kainat hakkında bildiklerimizin çoğu sıradan hidrojen hakkındaki araştırmalardan elde edilmişti.. Fakat karşıt hidrojen tamamen sıradan hidrojen gibi mi davranıyor? Bu soruyu cevaplamak için CERN yeni bir deney tesisi yapmaya karar verdi: Karşıt-proton Yavaşlatıcısı ( the Antiproton Decelerator (AD) ).
Hızlandırıcılar Çağı
Ernest Lawrance'ın siklotronu icadından sonra fizikçilerin maddenin yapısında derinlere inmeleri için hızlandırıcıların en iyi yol olduğu anlaşılmış oldu..
Hemen sonra ABD yolu gösterdi: böylesi makineler herhangi bir avrupa ülkesinin tekbaşına yapması için çok büyük ve pahalıydı.. Fakat 1954te avrupalı fizikçiler İsviçre Cenova'da merkezi bir labaratuvar kurmaya karar verdiler ve böylece CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) kurulmuş oldu.. Bu tarihten sonra CERN yüksek enerji fiziğindeki teknik ve bilimsel gelişmelerde baş rolü oynamaya başladı..
Protonları ve elektronları onlarca MeV enerjilere hızlandıran ilk tek mıknatıslı siklotronlardan ve bevatronlardan sonra yeni simit şekilli ("doughnut-shaped") iki türlü parçacığı da GeVluk enerjilere hızlandırabilen senktrotronlar geliştirildi.. 1950lerden itibaren yeni odaklama teknikleriyle makineler 30 GeVluk hale getirildi.. 1970lerin başlarına kadar maddenin yapısı hakkındaki araştırmlarda birkaç önemli adım daha atıldı.. Bulunan yeni parçacıkların sayısı çığ gibi attı tabii bundaki katkıları için CERNdeki 28 GeV Proton Synchrotron (PS)un Brookhavendaki 33 GeV Alternating Gradient Synchrotron (AGS)un ve yeni ve etkili parçacık detektörü "bubble chamber"in (kabarcık odası) başarılı bütünleşmelerine teşekkür borçluyuz..

Çarpıştırıcılar
Büyük hızlandırıcılar macerasının başlamasından hemen sonra fizikçiler fark ettiler ki hızlandırılmış bir parçacık demeti sabit bir hedefe çarptığında enerjinin çoğu hedefin geri tepmesinde harcanıyor ki asıl amaç olan parçacık çalışmaları ve parçacıkların etkileşim araştırmaları için geriye sadece küçük bir yüzde kalıyor.. Bunun yerine eğer iki parçacık demeti birbiriyle kafa kafaya çarpıştırılırsa geri tepme için hiç enerji harcanmayacak tüm enerji deneye kalacaktı - 2 hızlanmış arabanın kafa kafaya çarpmasında ki yıkımla birinin durgun olduğundaki arasındaki farkı düşünün..
Diğer labavatuvarlar elektronları çarpıştırmaya yoğunlaşırlarken CERN protonlar üstünde çalışıyordu.. Fikre göre protonlar PSden alınıp yeni bir makinenin birbirine bağlı iki çemberinde hızlandırılıp çaprışmalarını sağlamaktı.. Yeni makinenin adı "The 31+31 GeV Intersecting Storage Rings (ISR)"dı ve birçok teknolojik zorluğun üstesinden geldikkten sonra ilk proton-proton çarpışması 1971 yılında gerçekleşti..
Aynı zamanda parçacık detektörleri de yeni gelişmeler göstermekteydi ve eski "bublle chamber" yerini daha çok sayıda ve büyüklükte etkileşimleri gösteren daha hızlı ve teknolojik aletlere bıraktı.. Fakat ana gelişmelerden biri ancak 1980lerde gerçekleşti: etkili soğutma teknikleriyle karşıt maddenin oyuna girmesi sağlandı ve hemen oyuna hakim bir pozisyon kazandı..
İki paralel yol hızlandırıcıların gelişmesinde etkili oldu; biri fizikçilerin maddenin temel bileşenlerini öğrenme hakkındaki meraklarını gidermekte karşıt parçacıkları kullanmaya devam ederek bizi yüksek enerji bilgilerimizin sınırlarının ötesine taşımasıydı.. Diğeri ise karşıt parçacıkların çalışmanın ana konusu haline gelmesiyle düşük enerjilere yavaşlatılması ve karşıt maddenin özelliklerinin keşfi için izole edilmesiydi..

Yüksek Enerji Öncüleri
İlk önce 1960larda elektron-pozitron çapışmasıyla gündeme geldiler.. Anderson'ın pozitronu keşfinden sonra fizikçiler nasıl yüksek sayıda pozitron elde edebileceklerini öğrenmiş oldular (radyasyonun madde ile etkileşimi aynı zamanlı olarak elektron ve pozitron ortaya çıkartır). ABD'de ve Avrupa'da birkaç çaprıştırıcı yapıldı ve bunlar sayesinde maddenin ve evrenin temel doğası hakkında birçok önemli keşfe imza atıldı..
İlk elektron-pozitron çarpıştırıcısı Bruno Touschek tarafından Frascati (Roma) da 1960 yılında tamamlanan "Anello d'Accumulazione" (AdA) idi.. İçlerindeki en büyük makine olan CERN'nin Large Electron Positron (LEP) 1989 yazında 91.2 GeVluk çarpıştırma enerjisiyle çalışmaya başlamıştı.. Emeklilik yılı 2000de muazzam bir çarpıştırma enerjisi olan 204 GeV'a ulaşmıştı.. LEP çemberinin etrafındaki detektörler büyük kesinliklerdeki deneyler ve testler gerçekleştirip parçacıklar ve etkileşimleri hakkındaki bilgilerimizi çok öteye taşıdılar..
Asılnda LEP yapılmış en büyük dairesel elektron-pozitron çarpıştırıcı olarak kalacaktır: elektronların bir özelliği olan "senkrotron radyasyonu" elektronları daha büyük dairesel çaprıştırıcılarda daha yüksek enerji seviyelerinde hızlandırılmasını imkansız kılıyor. Fakat yeni nesil elektron-pozitron çarpıştırıcılarının planı hazır: elektronların ve pozitronları düzgün bir çizgisel yol üzerinden kilometrelerce hızlandıktan sonra kafa kafaya çapışacağı "doğrusal çapıştırıcı"lar.
Proton - karşıt proton çarpıştırıcıları büyük zorluklar sunsa da elektron-pozitron çarpıştırıcılarının çalışmalarında ve keşiflerinde tamamlayıcı rol oynamışlardır. Bir karşıt proton bir karşıt elektrondan 2000 kat daha büyük kütleye sahip olduğu için yaratılmaları çok daha büyük enerji gerektiyor.. Ayrıca karşıt protonları biraraya getirmek ve çarpıştırıcıda karşıt proton demetini dolaştıracak uzunlukta depolamak daha zordur.
Ancak 1980lerin başında Simon van der Meer CERN'de "stokastik soğutma" yönetimini geliştirmesiyle karşıt proton demetlerini biriktirmek yoğunlaştırmak ve kontrol etmek olası hale geldi.. CERN'nin Super Proton Synchrotron (SPS) makinesi 300 GeV proton - karşıt proton çarpıştırıcısı haline geldi ve 1983'deki Carlo Rubbia başkanlığındaki UA1 deney takımı SPSde W bozonu ve Z bozonu adı verilen iki yeni parçacık gördüler. Fizikçiler uzun yıllar boyunca bu 2 parçacığın varlığından şüphe etmişlerdi ve bu büyük keşif Rubbia'ya ve van der Meer'e 1984 Nobel Fizik ödülünü getirdi.
Bugün en büyük proton - karşıt proton çarpıştırıcısı FermiLab Chicago bulunmakta.. 1.8 TeV çarpışma enerjisiyle (1800 GeV) Tevatron 1995'te yukarı kuarkı bulmasıyla haber olmuştu.
Ve dahası var. 1990ların başından beri CERN LEP ile yeraltı tünelinde yer değiştirecek ve 2 protonu bir rekor olan 14 TeV enerjide çarpıştıracak Large Hadron Collider (LHC) için hazırlanıyor..
Ama neden proton - karşıt proton çarpışması değil proton - proton? 14 TeV gibi yüksek enerjilerde proton - proton çarpışmasıyla proton - karşıt proton çarpışması oldukça benzer görünüyor. Ve hala proton demetleri oluşturmak karşıt protonlardan çok daha kolay böylece fizikçiler iki çok yoğun proton demeti kullanarak çarpışma oranını maksimuma çıkarmayı seçtiler.
LHC şu anda CERN'de yapım aşamasında ve dört deney - ATLAS CMS LHCb ve ALICE - şimdiden planlanmış durumda.

Düşük Enerji Öncüleri
Soğutma tekniğinin bulunmasıyla mevcut karşıtmadde parçacık fiziğinde önemli bir araç haline geldi.. Karşıt madde üretilmesinin biriktirilmesinin ve toplanmasının farklı basamaklarını kontrol etmek için makineler yapıldı.. Gelişme aşamasının ilk zamanları olmasına rağmen birçok laboratuvarın hedefi yüksek enerji deneylerinin spesifik ihtiyacı olan artan enerji ışınlarını doldurmaktı..
Fakat düşük enerji karşıt protonları ile yapılabilecek birçok ilginç şey vardır ve düşük enerji (düşük hız) madde ve karşıt madde arasındaki tahmin edilen simetriyi doğrudan test etmek için olan yollardan biridir.. Yavaş karşıt protonlar "gerçek" tuzaklara yakalanabilirler ve böylece özellikleri (kütle manyetik alandaki davranışları vs.) proton ile karşılaştırıldı.. Ve karşıt maddenin tüm parçalarının yapılabileceği anlaşıldı karşıt atom pozitrondan ve karşıt protondan oluşuyordu.. CERN bu araştırma dalına belirli biçimde para yatıran tek laboratuvardı.. 1980'de karşıt proton üretimini ve depolamasını kendi çemberlerinde yavaşlatabilmek için yeni bir makine yapmaya karar verdiler.. 1982'de Low Energy Antiproton Ring (LEAR) ortaya çıktı: PS'den gelen karşıt protonları farklı ara enerjilere birkaç MeV'un altına yavaşlatabiliyordu..
Çeşitli önemli bilimsel başarılar LEAR'a teşükkür borçludur bunlarda biri ilk karşıt madde parçaları derleyicisi olmasıdır..1995'de Alman ve İtalyan fizikçilerden oluşan bir takım (deney PS210) ilk kez "karşıt hidrojen"in dokuz atomunu oluşturmayı başardılar normal atomda bir protonun yörüngesinde elektron dönüyorken böyle karşıt atomlarda karşıt elektron karşıt protonun yörüngesine yerleşmesi sağlanıyordu.. Sonuç 1996'ın sonunda FermiLab'da ki bir grup tarafından doğrulandı.. Deney E862'de Tevatron Antiproton Accumulator'dan direk çıkartılan karşıt protonların kullanılmasıyla bazı karşıt hidrojenler saptandı.. Keşif heyecan vericiydi: hidrojen atomları olağan maddenin davranışlarıyla ilgili farklı ve temel ölçümlerde çok kritik bir fiziksel sistemdi.. Karşıt hidrojen üretimi karşıt maddenin sistematik araştırmasında ve temel fizik prensiblerini test etmede açılan bir kapıydı..
1996'ın sonunda LEAR resmen kapatıldı ama CERN bu araştırma konusu hakkında alternatif ve daha güçlü bir yolu önceden görmüştü: Antiproton Decelerator (AD)..

Kosmolojide karşıt madde:
Tabii ki hızlandırma veya yavaşlatma karşıt madde üzerinde çalışmanın tek yolu değildir.. Karşıt madde dış uzayda biryerlerde bulunabilir.. Dirac kendisi ilk önce karşıt maddenin astronomik ölçekte bulunması hakkında kafa yormuştu.. Fakat onun teoreminin doğrulanmasından hemen sonra pozitron karşıt proton ve karşıt nötronun keşfiyle karşıt gezegenlerin karşıt yıldızların karşıt galaksilerin ve hatta karşıt bir evrenin varlığı hakkında asıl spekülasyon başladı..

1950'lerin sonlarına doğru bizim galaksimizdeki karşıt maddenin miktarı yüz milyondan az bir hata payıyla hesaplandı.. Eğer karşıt maddenin evrende izole bir sistemi olsaydı yani olağan madde ile etkileşimsiz bir sistemde olsaydı hiçbir dünyaya bağlı gözlem bunun doğruluğunu ayırt edemezdi..
Böylece görünürde hiçbirşey olmasa bile galaksi dışında karşıt madde varlığı olasılığı tamamen açıktı.. Takip eden yıllarda evrende madde kadar karşıt madde olduğu görüşü basit simetri prensibleriyle harekete geçmiştir..
Fakat bugünlerdeki güçlü inanışa göre madde öncelikli tek bir evren vardır.. Söylenebilir fakat eğer doğal bir karşıt madde mesela karşıt evrenden bir karşıt çekikrdek bize ulaşmaya çalışırsa dünya atmosferindeki bir çekirdek ile birlikte imha olur ve biz asla onu gözlemleyemeyiz..
20 yılı aşkın süredir bilimadamları bu araştırma için yapılan araçları (önce balonlar şimdi uydular) imha olma probleminin üstesinden gelmek için atmosferden olabildiğinde yukarda tutmaya çalışıyorlar fakat böyle bir çaba pahalı ve zor.. Şimdi deneylerin uydularda gerçekleştirilmesi planlanıyor.. Mesela 1998'de Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) yüksek enerji parçacığı dedektörü Discovery uzay mekiğinde 10 günlük bir görev için uçtu ve şu anda önümüzdeki yıllarda Uluslararası Uzay İstasyonuna kurulmak için tekrar dizayn edilip bir üst modele geçiliyor.. Dünya atmosferinin üstünd yörüngede hedeflerinden biri herhangi bir kozmik karşıt madde formu aramak için yüklü karşıt parçacık ve karşıt çekirdek akışını ölçmek olacak..
ReaeL isimli Üye şimdilik offline konumundadır   Alıntı ile Cevapla
Cevapla

Seçenekler
Stil

Yetkileriniz
Konu Acma Yetkiniz Yok
Cevap Yazma Yetkiniz Yok
Eklenti Yükleme Yetkiniz Yok
Mesajınızı Değiştirme Yetkiniz Yok

BB code is Açık
Smileler Açık
[IMG] Kodları Açık
HTML-Kodu Kapalı
Trackbacks are Açık
Pingbacks are Açık
Refbacks are Açık


Benzer Konular
Konu Konuyu Başlatan Forum Cevaplar Son Mesaj
Moleküllerarası Kuvvetler Nedir Moleküllerarası Kuvvetler Özet Halinde Ders Notu eymen33 Fen ve Teknoloji Ders Notları 0 05-29-2013 12:35 PM
YAYLARIN OLUŞTURDUĞU KUVVETLER NedirYAYLARIN OLUŞTURDUĞU KUVVETLER Hakkında Detaylı Bilgi Ve Ders Notu eymen33 Fen ve Teknoloji Ders Notları 0 05-09-2013 02:28 AM
Fen ve Teknoloji Kuvvetler İş Başında Konu Anlatımı BİLEŞKE KUVVET (KUVVETLER İŞ BAŞINDA) Hakkında eymen33 Fen ve Teknoloji Ders Notları 0 04-30-2013 03:17 AM
6. Sinif Fen ve Teknoloji Kuvvetler İş Başında Konu Anlatımı BİLEŞKE KUVVET Nedir (KUVVETLER İŞ BAŞINDA) (Konu Anlatımı) eymen33 Fen ve Teknoloji Ders Notları 0 04-30-2013 02:20 AM
doğadaki temel kuvvetler ReaeL Fizik Ders Notları 0 08-04-2010 02:02 AM


Yazılı Soruları-Soru Bankası-Yaprak Test-Ders Notu-Konu Anlatımı-Proje Ödevi- Performans Görevi-Zümre Tutanakları-Yıllık Plan-Etkinlikler, Çalışma Yaprakları Tüm Zamanlar GMT +6 Olarak Ayarlanmış. Şuanki Zaman: 09:48 PM.


Eğitim ve Ögretim