Loading...
Bilim Teknik
   Teori ve Yasalar
   20.YY da Bilim Teknik


 Forum

Sicim Kuramı

 

Sicim Kuramları


Doğada bilinen 4 temel kuvvet vardır. Bunlar ilk keşfedildiklerinde çok değişikmiş izlenimi uyandırmış ama 1970’lerin sonunda oluşturulan “Stan dart Model”le, kütleçekimi dışındakiler birleştirilmişti. Bu, birçok deneyle sınanmış çok başarılı bir model olsa da bazı önemli soruları cevapsız bırakmış durumda.

Sicim Kuramı

Örneğin,elektronun yükünün mutlak değerinin neden protonunkine eşit olduğu yada protonun kütlesininne olması gerektiği modelde belli değil. Bu sayılar deneylerle bulunup denklemlere yerleştiriliyor. Üstelik, standart modelin kütleçekimini içermemesi parçacık hızlandırıcılarda gözlediğimiz olaylar için sorun olmasa da (çünkü bu olaylarda kütleçekimi, diğerlerinin yanında önemsenmeyecek kadar küçük) evrenimizin nasıl oluştuğunu ve karadelikleri daha iyi anlayabilmemiz için kütleçekimini de içeren bir kurama gereksinimimiz var. Standart modelle genel göreliliği birleştirmekse çok zorbir iş; çünkü, kuvvet tanımları birbirinden tümüyle farklı. İlkinde kuvvet foton, gluon gibi bozonların değiş tokuşu olarak, ikincisindeyse uzayzamanın geometrisindeki çarpılmalarla açıklanıyor. (bkz. kütleçekim) İşte Sicim/M Kuramı, bu olanaksız görünen problemi çözerek büyük bir heyecan yarattı.

Sicim Kuramı

Sicim kuramının ana varsayımı, maddenin yapıtaşlarının nokta parçacıklar değil, 1boyutlu sicimler olduğu. Bu sicimler ayakkabı bağı gibi açık ya da bir halka şeklinde kapalı olabilirler. Sicimler olağanüstü kısa. Tipik uzunlukları 1033 cm. Bu öylesine küçük bir sayı ki, gündelik hayatımızda ve hatta standart modelde bu uzunluğu ihmaledip sicimleri bir noktaymış gibi düşünebiliriz. Ancak kuramsal hesaplamalarda busayı birazdan anlatacağımız önemli farklara yol açmakta. Bir keman telinin değişik titreşimlerinin değişik sesler vermesi gibi, bir sicimin defarklı titreşim kipleri (modları) var. Her bir kip, farklı bir kütleye ve farklı kuantum özelliklerine sahip. Böylece, doğada gördüğümüz nötron, proton gibi parcacıkları tek bir sicimin değilşik titreşimleri gibi düşünebiliriz. Bu, elbette son derece güzel, bütünleştirici bir resim. Bu kiplerinsayısının sonsuz olmasına karşın bu kadar çeşitli sayıda parçacık görmüyor olmamız,ilk bakışta öyle görünse bile bir çelişki değil. Çünkü bu kiplerin büyük bölümü, parçacık hızlandırıcılarında bilekarşılaşmadığımız çok yüksek enerjilerde gözlenebilirler. Noktasal bir parçacık, uzayzamanda hareket ettiğinde1 boyutlu bir çizgi çizerken, bir sicim 2 boyutlu bir yüzeyi tarar. Bu durum kuantum alan kuramı hesaplarında rastlanılan bazı sonsuzluklardan kurtulmamızı sağlar.

sicim kuramı

 

ilk şekilde ‘a’ noktası tekil bir nokta. iki parçacık belli bir konumda ve zamanda çarpışmakta. İkinci şekildeyse, sicimlerin etkileştikleri an ve ko num artık bir nokta değil, bir yüzey; yani belirsiz. Böylece, o tekil noktanın hesaplamalarda yarattığı sonsuzluk probleminden kurtulunmuş olunuyor. Bu sonsuzluklar, genellikle “renormalizasyon” denen bir yöntemle zararsız hale getirilebilir; ama standart modelle genel göreliliği birleştirmeye kalkıştı ğımızda bu yöntem işe yaramaz. Temel parçacıklar, fermiyonlar ve bozonlar olarak ikiye ayrılırlar. Fermiyonlar (örneğin elektron) maddeyi oluşturan öğelerdir. Bozonlarsa kuvvetleri taşırlar. Wolfgang Pauli’nin keşfettiği ilkeye göre, aynı kuantum özelliklerini taşıyan iki fermiyon birarada bulunamazken, bozonlar için böyle bir kısıtla ma söz konusu değil. İki katı cismin birbirinin içinden geçememesinin nedeni, bu prensip gereğince fermiyonların birbirini itmesi.

Yukarıda da belir tildiği gibi, bir sicimin her bir titreşim kipi, değişik kuantum özelliklerine sahiptir. Yalnızca bozonik kipleri aldığımızda, sicim kuramının kuantum me kaniğiyle tutarlı olabilmesi için uzayzamanın 26 boyutlu (1 zaman, 25 uzay) olması gerekir. Burada, bir fizik kuramının uzayzamanın boyut sayısı nı belirlediğini görüyoruz. Gerçi 26, bizim algıladığımız 4 (3+1) boyuttan oldukça uzak bir sayı; ama birazdan bunun nasıl mümkün olabileceğini göre ceğiz. Bir fizik kuramında her bozona (fermiyona) karşılık gelen, aynı kütleye sahip bir fermiyon (bozon) varsa bu simetriye “süpersimetri” denir. Ancak kütlelerin aynı olması çok yüksek enerjilerde bunlar arasındaki simetrinin kırılmamış olması durumunda geçerli. Oysa, günümüz hızlandırıcılarında oluşturulabilen enerji düzeylerinde, aradaki simetrinin kırılmış olduğu düşünüldüğünden, bozon ve fermiyonların karşı gruptan eşlerinin daha ağır olması gerekiyor. Bu nedenle, bu ku ramsal parçacıkların adlarına “süper” takısı ekleniyor. Örneğin, böyle bir kuramda kuarklarla beraber skuarklar; fotonlarla birlikte fotinolar olmalıdır.

Sicim Kuramı

 

Bu, standart modeldeki parçacık sayısının 2 katına çıkması demektir ve henüz bu süpersimetrik çiftler gözlenmiş değildir. Bunun anlamı süpersimetri nin kırılmış olması. Ancak çok yüksek enerjilere çıktığımızda bu ek parçacıkları görebileceğiz. (bkz. deneysel bölüm.) Yüksek enerjilerde kuram süper simetrikken, düşük enerjilerde bunu gözlenmemesini suyun farklı fazlarına benzetebiliriz. Henüz gözlenmemesine karşın, kuramcıların çok büyük coğun luğu matematiksel güzelliğinden ötürü, süpersimetrinin varlığı konusunda ikna olmuş durumdalar. Eğer sicim kuramında süpersimetri varsayılırsa, o zaman kuantum mekaniğiyle tutarlılık için bu sefer uzayzamanın boyut sayısının 10 (9+1) olması gerekir. Yani, yaşadığımız 4 boyuta ek olarak 6 boyuta daha ihtiyacımız var. Peki bu müm kün müş Bu soruyu yanıtlamak için biraz daha geriye, 1920’lere uzanalım.

 

O yıllarda Theodor Kaluza ve Oskar Klein, kütleçekimi ve elektromanyetizmayı birleştirmek için dahiyane bir yol buldular: bu, evrenin 3+1 değil 4+1 boyutlu olduğunu varsaymaktı! Buna göre 5 boyutlu evrende yalnızca kütle çekimi vardır; ama 5. boyuttaki graviton (kütleçekimini taşı yan bozon) 4 boyuta indiğimizde iki farklı parçacığa ayrılır. (Bu 3boyutlu bir cismin 2 boyutlu bir yüzey üzerinde farklı gölgeler oluşturabilmesine benzer.) Bunlar dan biri 4 boyuttaki graviton, digeriyse 4 boyuttaki fotondur (elektromanyetizmayı taşıyan bozon).

Üstelik bu parcacıkların sağladıkları denklemler de, aynen olması gerektiği gibidir. Böylece Kaluza ve Klein, fazladan bir boyutun varsayılmasıyla, elektromanyetizma ve kütleçekiminin birleştirile bileceğini göstermiş oldular. Eğer 5.boyutu yarıçapı çok küçük bir çember gibi düşünürsek, onu neden göremediğimizi de açıklayabiliriz: Bir bahçe hortumuna çok uzaktan bakarsak hortumun yüzeyini 2boyut lu değil, 1boyutluymuş gibi algılarız. Aynı şey 4’ten fazla boyut için de ge çerli; eğer bu ek boyutlar bir çember gibi kapalı ve yarıçapı küçük (örneğin 1033 cm) boyutlarsa, onları gündelik hayatımızda farketmememiz normal.

Tabii 3 boyuttan sonrasını kafamızda görsel olarak canlandırmak çok zor bir iş; ama matematiksel olarak bunla rı varsayıp buna göre işlem yapmakta bir güçlük yok. KaluzaKlein kuramı, bu başarısının yanında ilk kez elektrik yükünün neden elektronun yükünün tamsayı katları şeklinde (±e, ±2e, ±3e, ...) verildiğini de açıklayabiliyordu. (Bu manyetik monopollerin (tek ku tuplu mıknatıslar) varlığıyla da açıkla nabilir; ama bu, başka bir yazının ko nusu.) Ne yazık ki, yayınlandıktan bir süre sonra KaluzaKlein kuramının kuantum mekaniğiyle birleşmesinde sorunlar olduğu farkedildi. Ayrıca, o dönemde birçok fizikçi kuantum dün yasının büyüsüne kapılmıştı ve ek boyut fikri fazla egzotik görünüyordu. Bu nedenlerle KaluzaKlein kuramı gözden düştü; ta ki sicim kuramı bu lunana kadar. Süpersimetrik sicim ku ramı, biraz önce bahsettiğimiz gibi an cak 10 boyutta tutarlılık kazanıyor.

Sicim Kuramı

Kendi evrenimizi anlayabilmemiz için 10 boyutlu sicim kuramını 6 boyutlu bir uzay üzerinde büzüştürmemiz gerekir. (Tabii bu ek boyutlar görüleme yecek kadar küçük olmalıdırlar; ama sicim kuramında bu boyutların neden bu kadar küçük olduklarına ilişkin bir açıklama henüz yok.  Bu, olasılıkla evrenin ilk anlarında gercekleşen bir si metri kırılmasıyla ilgili.) Bu, örneğin 6boyutlu bir küre olabilir ama bunun dışında şekiller seçmek de mümkün. (Örneğin CalabiYau uzayları). Ne ya zık ki bu seçeneklerin sayısı yüzbin lere ulaşıyor ve her bir seçenek, değişik bir 4 boyutlu evren tanımlıyor. Bunlardan bazıları bizim evrenimize benzerken, büyük kısmının hiç ben zerliği yok (yani standart modeli içer miyorlar). Evrenimizi verecek 6boyut lu uzayın nasıl seçileceği, sicim kura mının en derin problemlerinden biri ve kuram daha iyi anlaşıldığında çö züm bulunacağı umuluyor.

 Kaynak : Bilim Teknik

spy calling go spy apps for android free download
pregnancy stages define dilation and curettage where to get an abortion pill
ny abortion abortion babies illegal abortions

Etiketler : sicim, sicim teorisi, fizik, kütleçekim, KARADELİKLER, Calabi-Yau, Süpergravitasyon
Yazan : mania  |
21 Nis 2010 Çar   
|  122.723 defa Okundu.
BU KONUDA HİÇ YORUM BULUNMUYOR...
Yorum Yaz
isim soyisim
Email
Anonim olarak mesaj yazıyorsunuz, Üye iseniz giriş yapınız.