Posts

Uluslararası Uzay İstasyonu’ndaki Dedektör; AMS

/0 Comments/in /by

AMS-02 yani Alfa Manyetik Spektrometre (The Alpha Magnetic Spectrometer), DOE sponsorluğunda 16 ülke ve 56 enstitü tarafından üretilmiş, test edilmiş ve uzay istasyonuna gönderilip çalıştırılmasını sağlamış bir parçacık fiziği dedektörüdür. Tam bir sanat harikası olduğu da söylenebilir. Şu an Nasa’nın sitesinden baktığım itibariyle 1238 gün, 2 saat, 50 saniye süredir (2011 yılından bu yana) toplam 55.158.501.481 adet kozmik ışın tespit etmiş. Yani atmosferimize girmekte olan yüksek enerjili pozitronlar (elektronun anti-parçacığı) ve elektronlardır.

Read more

Kütlemiz Nereden Geliyor? Higgs’den Değil!

/0 Comments/in /by

21 Gram….

Eğer 70 kilo iseniz 21 gram vücudunuzdaki tüm elektronların kütlesidir. Bu 21 gram tamamen Higgs mekanizmasından gelmektedir. Bunun anlamı; elektronlarınız uzay ve zamanda hareket ederken higgs alanı ile etkileşime girerler ve bu etkileşimden dolayı kütle kazanırlar. Higgs alanı elektronları yavaşlatır ve ışık hızına ulaşmasını engellerler. (Higgs Bozonu Higgs Alanı Nedir?)

kütlenin kaynağıFakat sizin veya etrafınızdaki her şeyin kütlesinin büyük bir bölümü Higgs mekanizmasından gelmemektedir. Higgs mekanizması, Standart Model dediğimiz parçacık fiziğinde, elektron gibi atom altı parçacıkların kütlesini nasıl kazandıklarını ortaya koyan bir mekanizmadır. Kütle daha farklı bir yerden gelmektedir. Kütlenizin büyük bir kısmı Nötron ve Proton gibi parçacıklardan gelmektedir.

Nötron ve Proton atom altı parçacıklar değildir, kuark denilen atom altı parçacıklardan oluşmuşlardır.

kuarklarKuantum Renk Dinamiği (İngilizce: Quantum Cromer Dynamics) teorisine göre kuarklar birbiriyle Gluon denilen başka bir atom altı parçacık aracılığı ile etkileşirler. Cromer antik yunanda renk anlamına gelmektedir. Kuarklar renk denilen bir yüke sahiptirler. Bildiğimiz üç ana renk; kırmızı, mavi, yeşil. Elbette görülebilir ışıkla görülmesi için oldukça küçüktür kuarklar. Bu renkler Güçlü Nükleer Kuvvetin yükleridir. Renklerle isimlendirmemizin sebebi görülebilir ışıktaki ana renklere benzemektedir ve kuarkların birbiri ile etkileşimini anlamamıza yardımcı olur. Bir başka yazımda tetrakuarklardan bahsetmiştim. (Cern’de Tetrakuark’ların Keşfi ve Quark Yıldızları)

Kurallar basit. Kuarklar var olabilmesi için renksiz veya beyaz olmalıdır. Bunu yapabilmek için iki yönteminiz vardır. Üç ana rengi bir araya getirmek ya da bir kuark ile anti-kuarkı bir araya getirmek. Şimdi ise kuarklar bir araya geldiğinde ne olduğunu anlatalım.stella neutroni collissione oroBir çoğunuz belirsiz ilkesini bilmektedir. Belirsizlik ilkesi ile kuantum evreninde boş uzay diye bir şeyin olmadığını anladık. Boş uzayda aslında hiçlikten ödünç enerji alarak bir parçacık ve anti-parçacık ikilisi oluşup kısa sürede bir araya gelerek yok olurlar. Bu yok olma esnasında oluşan enerji ile ödünç aldıkları enerjiyi geri ödemiş olurlar. Kuarklar bu renk sistemi ile bir araya geldiklerinde kendi aralarında gerçekten boş uzay oluşmuş olur. Orada parçacık ve anti-parçacık ikilisinin oluşup yok olması yoktur artık. Burayı aklınızda tutun.

İşin güzel yanına gelirsek kuarklar bu renk kuralından dolayı tek başına bulunamazlar ve biz bir arada olan kuarkları asla ayıramayız. İstersek sonsuz enerjiye sahip olalım. Bunun sebebi ise kuarkları birbirinden uzaklaştırdıkça onları ayırmamız gereken enerji gitgide artacak. Bir noktaya geldiğinde verdiğimiz bu enerji kuark ve anti-kuark ikilisi oluşturmamızı sağlayacak. Bu sefer elimizde ayırmak isteyeceğimiz iki tane kuark grubu bulunacaktır. Bunu anlayabilmek için kuantum belirsizliğine dönelim. Parçacık ve anti-parçacık ikilisinin ödünç enerji alarak ortaya çıktığını söylemiştik. Verdiğimiz enerji ödünç almadan iki parçacık oluşmasını sağlar. Ya da ödünç almış parçacıkların borcunu ödeyerek özgür kalmalarını sağlamış oluruz.

protonun kütlesiFakat kuarkların kütlesi, protonun kütlesinin sadece %1’ni oluşturmaktadır. Kuarklar higgs alanı ile olan etkileşimi de biraz kütle kazandırır ama fazla değildir. Peki geri kalan kütle nereden gelmektedir?

Cevap enerjidir. Einstein’in ünlü formülünü bilirsiniz. Kim bilmez ki! Bu formüle göre çok küçük bir kütlede çok büyük bir enerjiye sahibizdir. Fakat bu formüldeki eşitlikte biraz değişiklik emc2yinyangyaptığınızda durum netleşir. E=mc2
‘yi şu şekilde değiştirirsek eğer; m=E/c2; çok fazla enerjiye sahip olursak kütleye de sahip olacağımız anlamındadır. Enerji/Madde ikilemi. Bir madalyonun iki yüzü. Einstein elindeki sıcak çay ile dolu bardağın, soğuk çay ile dolu bardaktan daha faza kütleye sahip olacağını belirtmişti. Bu doğruydu çünkü sıcak çay daha çok enerjiye sahiptir.

Bu protondaki enerji; kuarklar arasındaki Güçlü Nükleer Kuvvet alanındaki yoğun enerjidir. Renk sistemi oluşurken kuarklar arasında hareket eden kütlesiz gluon parçacığı, gerçek boşluğu oluşturmak için çok fazla enerji taşımaktadır. Bu enerji de protonun asıl kütlesini oluşturmaktadır. Yani kütlenizin %99u enerjidir.

İsterseniz buradan atomun %99’u boştur bilgisini de ekleyerek aslında neyiz tartışması yapabilirsiniz ama pek faydalı görmemekteyim ve tavsiye etmemekteyim. Çünkü insan ister mikro evren olsun ister makro evren, mesafeleri gözlerinde canlandıramadığı için kendi büyüklük ölçüsüne göre değerlendirme çalışmaktadır. Bu da onu garip düşüncelere itmektedir. Yakında kuantum fiziğini, klasik fizik bakış açısıyla bakarak anlamaya çalışanlara yazdığım yazımda anlayacaksınız.

Cern’de Tetrakuark’ların Keşfi ve Quark Yıldızları

/0 Comments/in /by

Bu aralar geçmişimi çok bakıyorum biliyorum ama bu sefer fazla uzağa gitmeyeceğim. Şu son 2 yılı düşünüyorum da 2013 yılında ve bu yıl çok büyük keşifler yapıldı. Fizik ve astronominin belki beklenen keşifleri (aslında son iki keşif beklenmiyordu ya) diyebiliriz ama bu iki yılı unutmamak lazım. Çok büyük keşifler yapıldı. Geçen sene higgs bozonu keşfedildi (Higgs Bozonu Higgs Alanı Nedir?), genel görelilik teorisine göre evrenin ilk anlarında ışık hızından çok çok fazla genişlediği şişme teorisi eğer doğru ise kütleçekimsel dalgalar bırakacağı ise bu dalgaların keşfi ile ispatlandı ve şimdi de tetrakuarkların keşfi. Nedense bu tetrakuarklar ile ilgili bir yazı yazdığım hatırlıyorum fakat yazının ismi neydi hatırlamıyorum. Çok güzel gelişmeler yaşıyoruz ve çok daha fazlasını da göreceğiz umarım. Neyse konuya girelim artık.

9 Nisan’da arXiv‘de yayınlanan makalede tetrakuarkların aslında asıl ismi ile Z(4430)’un keşfedildiği bildirildi. Henüz az bir bilgi olsa da ve bilim insanları tarafından detaylı incelenmese de bu keşif yapıldı. Zaten o yazımda da bu tetrakuarkların keşfedilmesinin ihtimal olduğunu yazıyordum (neydi isim halen hatırlamıyorum). Bu yeni parçacık protondan 4 kat daha ağır ve negatif elektrik yüküne sahip. Bu parçacık hakkındaki bilgilerimiz arttıkça nötron yıldızları hakkında bilgilerimiz de artacak.

Read more

Bilim İnsanları Yeni Bir Fizik Alanı Keşfetmiş Olabilir!

/0 Comments/in /by

Herhangi bir konuda söylenen bir cümle vardır. “Büyüklük önemli değil” diye. Pekala bir çok şey için doğru olsa bile fizikte geçerli değildir. Özellikle atomaltı dünyasında büyüklük çok önemli bir şeydir.
Elektron ve nötron dışında proton atomun temel malzemelerinden biridir. Ve atom görebildiğim evreni, dünyamızı bizi bir araya gelerek oluştururlar. Bundan dolayı evreni anlamak için atomun bileşenlerini ve yapısını anlamak çok önemlidir.

Geçen sene bir grup bilim insanları protonun büyüklüğünü muonlar ile kıyaslayarak bulmak için bir deney yaptılar. Daha önceki denemeler elektronlarla idi. Ve bu deneyin sonuçları protonun aslında bizim bildiğimiz gibi olmadığını göstermiş. Daha iyi bir tanımla protonun bizim bildiğimiz büyüklükte olmadığını göstermiş ki aslında aynı anlama geliyor. Deneyin sonuçları protonun çapının 0,84087 femtometre (metrenin kattrilyonda biri) olduğunu göstermiş. Fakat sorun burada başlıyor. Normalde elektronlarla yapılan kıyaslamaya göre bu çap %4 oranında daha küçük.

Read more

Kara Deliğin Küllerinden Planck Yıldızı Yükseliyor!!

/0 Comments/in /by

Hawking şu yeni kara delik teorisini ortaya attığından beri bir kara delik haberiyle kalkıyor bir kara delik haberi ile yatıyoruz (en azından benim için). Benim Hawking’in makalesini anlamaya girişiminden bir süre sonra her yerden pıtır pıtır yorumlama haberleri dökülmeye başladı (herhalde Erhan abimiz bir yorumlasın sonra biz ondan faydalanırız dediler hehe-evet az ego patlaması yapıyorum kendimce). Bunların çoğu birbirine benzese de aralarından biri dikkatimi çekti ve size bu bilgiyi yazmaya değer bir ilgi çekiciliği olduğunu farkettim. Şimdiden söyleyeyim bu hipotez teori filan olmaz bana göre ama gene de ilgi çekici. Haberin başığına baksanıza? “Kara Deliğin Küllerinden Planck Yıldızı Yükseliyor!!”

Carlo Rovelli ve Francesca Vidotto, iki teorik fizikçi yakın bir zamanda arxiv’e makalelerini koydular. Makalelerinde bildiğimiz geleneksel yıldızlardan çok farklı bir yıldızı konu almışlar ki Hawking radyasyonu sayesinde teoride mümkün gözüküyor. Makale henüz incelenmedi ama oldukça ilgin bir konu.

Size yıldızların yaşamını süpernova patlamasını ve kara delik oluşumunu anlatarak vakit harcamıyacağım zira aşırı yoğunum ve kafa dağıtmak için kendimi kitap okumaya ya da bilgisayar oyunu oynamaya vereceğim. Film de izleyebilirim bilemem. (Dün bir film izlemeye yeltendim arada kaynadı onu izlerim iyi aklıma geldi. Size de link atayım hoşunuza gider belki Link).

Araştırmacılar küçülerek kütlesini kaybederek yok olan karadeliğin ardından bir placnk yıldızının doğabileceğini iddia ediyor.

Araştırmacılar küçülerek kütlesini kaybederek yok olan karadeliğin ardından bir placnk yıldızının doğabileceğini iddia ediyor.

Hawking Radyasyonu

Hawking radyasyonu nedir? Olay ufkunun kenarında kuantum dalgalanması sonucu yoktan parçacık ve anti-parçacık ikilisi oluşur. Bu ikiliden anti-parçacık olay ufkuna yakalanırken parçacık uzaya fırlar. Parçacığın uzaya fırlaması ve bilgi kaçışı (kuantum tünellemeden dolayı) ateş duvarı paradoksuna vs ve Hawkingin yeni kara delik teorisine sebep olur ama konumuz o değil. Bu uzaya kaçan parçacığı biz radyasyon olarak gözlemleriz ve buna Hawking Rasyasyonu denir. Bunlar olurken tabi anti-parçacık boş durmuyor. Kara deliğe yakalandığı için karadelikteki bir tane parçacıkla etkileşime girip ikisi de yok oluyor. Bundan dolayı Hawking Radyasyonuna göre karadelik uzun bir süreçte devamlı kütle kaybedeceğinden küçülecek ve eninde sonunda yok olacaktır.

Şimdi Hawking’in yeni teorisine göre olay ufku değil görünen ufuk olduğundan kara delikteki kütleler artık tekillik dediğimiz sonsuz sıkışmaya yani küçülmeye maruz kalmayacaktır. Burada onların makalesi devreye giriyor işte. Yıldız ömürlerinin sonundayken kütleçekimi ile içeri çökerken artık planck uzunluğu dediğimiz metrenin trilyonda bir büyüklüğüne kadar küçülecek ama orada kalacaktır. Kuantum kütleçekiminin basıncı ise kütlesini etkisizleştirecektir. Bu durum yıldız için çok kısa sürse de dışarıdaki bir gözlemci için çok çok uzun sürecektir. Çünkü kara deliğin muazzam kütleçekimi uzayla beraber zamanı da kıvırdığından zaman neredeyse duracaktır karadelikte. Bundan dolayı aşırı yavaş olacak bize göre. Ve kara delik yok olduğunda yıldız ortaya çıkacak ve planck uzunluğunda olacaktır. Yaydığı 10 üzeri -14 cm büyüklüğündeki bir dalga boyu ile tespit bile edilebilir. Eğer gerçekten varlarsa gamma ışını teleskopları ile tespit edilebilirler.

İlginçmiş değil mi? Klasik yıldız kavramını siliyor.

Kaynak:
Carlo Rovelli, Francesca Vidotto – Planck Star > arXiv:1401.6562

Gene Evrenin Oluşumuna Dair Yeni Bir Teori

/0 Comments/in /by

Artık en ilgisizin bile duyduğu büyük patlama teorisini bilirsiniz. O kadar bilinen bir teoridir. Ama altını çizelim teoridir. Yani onu destekleyen kanıtlar mevcut fakat açıklayamadığı şeyler de var. Aynı zamanda ona ters düşen şeylerde. Fakat eldeki en iyi teori olduğu için o göz önünde oluyor hep. Fakat bu onun çürütülemeyeceği anlamına gelmiyor. Büyük Patlama’ya alternatif bir sürü teoriler var ve hep üretiliyor.

Evrenin 13,77 Milyar yıl önceki sıcaklık dalgalanmalarının resmi olan Mikro Dalga Kozmik Fon Işıması

Evrenin 13,77 Milyar yıl önceki sıcaklık dalgalanmalarının resmi olan Mikro Dalga Kozmik Fon Işıması

İşte bu noktada anlatacağım şey gene bir teori daha üretildi. (Aslında artık hipotez demeye alıştırmam lazım kendimi neyse). Büyük Patlama’ya sonsuz yoğunluğun çok küçük bir noktadan birden bire genişlemesi konu alınırken Heidelberg Üniversitesi’nden Christof Wetterich’un hipotezine göre big bang hiç olmadı, evren boş ve çok soğuk bir durumdan yavaşça bugüne geldi.

Dediğimiz gibi bu ilk alternatif hipotez değil ve son da olmayacak. Örnek verirsek 2012 yılında Melbourne ve RMIT üniversitelerinden bilim insanları evrenin 13,8 milyar yıl önce faz değişimi yaşadığını yani tıpkı katı bir cismin sıvı haline geçmesi gibi faz değişimi yaşadığını iddia etmesi gibi. (Örnek bir başka hipotez ise evrenin sonu hakkındaki yazımda da buna benzer bir faz değişimi ile kütle artışından dolayı evrenin çökeceği hipotezi de atılmıştı ortaya).

Fakat Christof Wetterich’in teorisi bununla kalmıyor ve evrenin genişlemediğini de söylüyor. Son makalesnde Heidelberg evrenin çok soğuk bir başlangıçtan başlayarak yavaşça evrimleştiğini, çok büyük kozmik zamanlardan sonra parçacıkların kütlesinin artarken bir yandan kütleçekim güçlerinin düştüğünü iddia etti. Buna kısaca büyük patlaman’ın tekilliğinin olmadığı Geçiş modeli (crossover) ismini verdi.

İddiası teoride doğru olabilir. Bu şekilde bir değişim uzayda evrenin geçmişine baktığımızda normalden daha sıcak gözükmesini sağlayacak ve uzak objelerinde kırmızıya kaydığı yani uzaklaştığı görüntüsünü oluşturacaktır. Aynı şekilde bu teoriyi kullanarak evrenin geçmişinde istediğiniz kadar sonsuz geçmişe gidebilirsiniz. Sadece daha sıkıcı, soğuk ve boş bir evrenle karşılaşırsınız. Büyük Patlama’nın da tekilliğini açıklamak zorunda kalmazsınız. Tabi bu kozmik mikro dalga fon ışımasını açıklamaya yetersiz kaldığı gerçeğini değiştiremiyor.

Gene de nihai teori için oldukça uzaktayız. O ana dek tüm teoriler benim göz bebeğimdir.

Kaynak:
  • io9-New theory suggests the universe emerged from a long, cold deep freeze