Büyük Birleşik Alan Teorisi Hakkında Bir Yaklaşım

Büyük Birleşik Alan Teorisi Hakkında Bir Yaklaşım
CERN'deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC) üzerindeki CMS parçacık detektörü için modellenen benzetilmiş veri örneği. Burada, iki protonun çarpışmasını takiben, iki hadron ve iki elektron jetine bozunan bir Higgs bozonu üretilir. Çizgiler, dedektördeki proton-proton çarpışması tarafından üretilen parçacıkların olası yollarını temsil ederken, bu parçacıkların biriktirdiği enerji mavi renkle gösterilir.

Bildiğimiz üzere doğada dört temel kuvvet bulunur. Bunlar Kütleçekim Kuvveti, Zayıf Nükleer Etkileşim Kuvveti, Elektromanyetik Kuvvet ve Güçlü Nükleer Etkileşim Kuvveti olarak bilinir. Özellikle Lise eğitimi 9. Sınıfta biraz değinilen ve 12. Sınıf ikinci dönem biraz daha açıklanan kuvvetlerdir bunlar.  Kütleçekim kuvvetini tanımlarken özellikle kütlesi (devasa kütleler üzerinden anlatım yaparız) ya da enerjisi olan herhangi iki şey arasındaki etkileşimdir deriz. Kütleçekim kuvveti için devasa kütle derken gezegenleri, yıldızları biraz öteye taşıyarak Samanyolu galaksisini de içerir demekte sakınca yoktur. Dört kuvvet içinde atomik moleküler ölçeklerde temel kuvvetlerin en zayıf olanı budur deriz. Öteki kuvvetler için sevgili okuyucu ayrıntıları size bırakıyorum.

Temel Kuvvetler
Temel Kuvvetler

27/08/2021 tarihinde  https://fizikhaber.com/maxwell-ve-denklemleri/  yine fizikhaber sayfası üzerinde kaleme aldığım yazımda Maxwell Denklemlerini konuşmuştuk. Maxwell denklemleri boşluk için yazılan denklemler olup 4 denklem takımı ile ifade edilir. Maxwell 19. Yüzyıl da elektrik ve manyetik kuvvetlerin aynı şey olduğunu ve elektromanyetik kuvvetin bir alan içerisinde taşıyıcı parçacıklar ile taşındığını keşfediyordu. 1905 yılında Einstein özel görelilik teorisini ortaya sürdü.

Temel parçacık olan Foton için gözlemcinin hangi hızda veya hangi yöne doğru hareket ettiği önemli olmadan 3*108 m/s hızla hareket ettiğini öne sürdü. Bu sayede C ışık hızı tanımlanmış oldu. Bütün Fizik yasaları eylemsiz referans sistemi içinde aynıdır ve C ışık hızı sabit değerde olup bu hız aşılamaz dedi.

Büyük Birleşik Alan Teorisi öncesi tarihte geriye doğru gidersek. Dört temel kuvvet hakkında arama sorumuzun; Dört kuvvetin tek bir kaynaktan çıkıp çıkmadığı olacaktır. Bu makalemde amaç bu kuvvetlerin birbirleriyle birleşebiliyor olmaları üzerine olacaktır.

Harvard Üniversitesi’nden Sheldon Glashow ve Steven Weinberg, Imperial College London’dan Abdüsselam’la birlikte; “elektrozayıf kuvvet” kavramını oluşturmak için elektromanyetik kuvvet ve zayıf kuvveti birleştirmelerinden ötürü 1979 yılında Nobel Fizik Ödülü’ne layık görüldüler. Birleşik Alan Teorisi ismi ile anılan teori için çalışan fizikçiler; özellikle parçacık fiziği üzerine çalışan fizikçiler modellemelerde olumlu fakat, şu ana kadar henüz gözlemlenmeyen bir elektro nükleer kuvveti tanımlamak için, zayıf nükleer etkileşim kuvveti ile güçlü nükleer etkileşim kuvvetini tek bir kuvvet olarak bir araya getirmeyi amaçlamaktalar. Bu gerçekleşirse birçoğumuzun severek oynadığı bir yapboz oyunu gibi aranılan, merak edilen yapbozun son parçası eklenerek tüm parça tek sayfada görülebilecek ki bu aşamada tüm evrenin çalışma mekanizması teorik bir çerçevede açıklanabilecektir.

1905 yılı sonrası tarih 1979 ‘u gösterdiği aralıkta Steven Winberg ve Muhammed Abdüsselam yüksek enerji düzeylerinde zayıf nükleer kuvvetin taşıyıcı parçacıkları W ve Z bozonları ile elektromanyetik kuvvetin taşıyıcı parçacığı fotonların aynı parçacık olarak davrandıklarını öne sürüyorlar. Çalışmaları sonucunda 100 Gev (1 gev= 1milyar elektronvolt) enerji seviyesinde fotonlar ve W, Z bozonlarının birbiri ile uyumlu bir şekilde davranış sergilediklerini keşfederek bu iki kuvveti birleştirerek elektro-zayıf kuvvet tanımlanmış oluyordu.

FXGgiTkKeqHEap
Nobel Fizik Ödülünü paylaşan üç bilim insanı, 1979

Teoride 1015 GEV (1 gev= 1milyar elektronvolt) enerji seviyesinde elektro-zayıf kuvvet ile güçlü nükleer kuvvetinde aynı kuvvet gibi davranmaya başladığı tespit edilmiştir (2). Teorik matematiksel hesaplamalarda elektro-zayıf kuvvetin taşıyıcı parçacıkları ile güçlü nükleer kuvvetin taşıyıcı parçacıkları olan gluonların yine tarihsel süreçte keşfedildiği gibi benzer şekilde davrandığı ve tek bir kuvvetin algıladığımız görünümleri olduğu keşfedildi. Günümü teknolojisi ile bu enerji seviyesine çıkamayacağımız için bahsettiğimiz sonucun ispatlanması şimdilik imkansızdır.

Fizik biliminde Birleşik Alan Teorisi, genel olarak temel kuvvetler ve temel parçacıklar olarak düşünülen her şeyin bir çift fiziksel ve sanal alan cinsinden yazılmasına izin veren bir tür alan teorisi olarak tanımlanır. Bu durum kısaca kuantum alan teorisi ya da standart model üzerine kurguludur demekte bir sorun görmüyorum.

Birleşik alan teorisi için birçok yaklaşım göz önüne alınmaktadır, ancak Amerikan Fizik Topluluğu (American Physics Soceity APS)’ye göre en umut verici olanı sicim teorisidir (3). Bu teori bütün temel parçacıkları, farklı titreşim modları ve farklı parçacıklar üretecek şekilde titreşen sicimler olarak tanımlıyor olmasına karşılık ben Sicim Teorisini kabul etmeyen Fizikçilerden biriyim.

Parçacık fizikçileri teorik hesaplamaları, enerji aralığı içinde, daha da ileri taşıdıklarında 1019 GEV enerji seviyesinde gelinecek olursa kütleçekim kuvvetinin de öteki kuvvetlere dahil olacağını ve kütleçekim kuvvetinin taşıyıcı parçacığı olduğu düşünülen gravitonlarında bu enerji seviyesinde diğer birleşik kuvvetin taşıyıcı parçacıkları ile aynı davranmaya başlayacağı düşünülmektedir. Bu aralık Planck sabiti olan 6.62*10-34 J.s seviyesi olan ve parçacıkların artık kısalamayacağı Planck seviyesine geleceğini bu mesafede sıkışmış olan evrenin yani Big Bang anındaki evrenin enerji seviyesi ile aynı olacağını ön görüyorlar.

Fizikte, doğada bilinen tüm etkileşimlerin temelini oluşturan gözlemlenen dört temel etkileşim (temel kuvvetler olarak da bilinir) vardır: yerçekimi, elektromanyetik, güçlü nükleer ve zayıf nükleer kuvvetler. Bazı spekülatif teoriler, mevcut teorilere uymayan çeşitli anormal gözlemleri açıklamak için beşinci bir güç önerdiler. Bu beşinci kuvvetin özellikleri, geliştirilmekte olan hipoteze bağlıdır. Birçoğu, bir milimetreden daha az bir aralıktan kozmolojik ölçeklere kadar herhangi bir yerde olan bir kuvveti kabaca yerçekimi kuvveti (yani, elektromanyetizma veya nükleer kuvvetlerden çok daha zayıftır) varsayar. Başka bir öneri, W ve Z bozonlarının aracılık ettiği yeni bir zayıf kuvvettir.

Beşinci bir kuvvet arayışı, kozmolojideki mevcut teoriler tarafından açıklanmayan iki keşif nedeniyle son yıllarda artmıştır. Evrenin kütlesinin çoğunun, karanlık madde adı verilen bilinmeyen bir madde biçiminden sorumlu olduğu keşfedildi. Çoğu fizikçi, karanlık maddenin yeni, keşfedilmemiş atom altı parçacıklardan oluştuğuna inanır, ancak bazıları bunun bilinmeyen bir temel kuvvetle ilişkili olabileceğine inanır. İkincisi, yakın zamanda, karanlık enerji adı verilen bir enerji formuna atfedilen evrenin genişlemesinin hızlandığı keşfedildi. Bazı fizikçiler, öz olarak adlandırılan bir karanlık enerji formunun beşinci bir güç olabileceğini düşünüyor.

Sevgili okur işte bu noktada benim öğrencilik yıllarımdan beri düşündüğüm bir sonuca ulaşıyorum, ulaşıyoruz demedim çünkü bu benim teorim ve sizinle buradan tüm bilim dünyasına ve okuyucuya açıklıyorum. Unified Force, Birleşik Kuvvet olan bölümde Big Bang esnasında beşinci bir kuvvet olduğunu ve bu beşinci kuvvetin Big Bang esnasında arka planda kaldığını, 1.Kütleçekim Kuvveti-2. Zayıf Nükleer Etkileşim Kuvveti- 3. Güçlü Nükleer Etkileşim Kuvveti-4. Elektro Manyetik Kuvvet ile birlikte 5. Kuvvetin birleşimi sonucu BÜYÜK BİRLEŞİK ALAN TEORİSİ elde ediliyor.

İşte bu Teori (5. Kuvvetin birleşimi sonucu BÜYÜK BİRLEŞİK ALAN TEORİSİ) ispat edilecek olursa Evrenin Oluşum Mekanizması ile ilgili tüm sorulara cevap verilebilecektir.

Sevgili okur sevgi ile kalın.

Dr. Fırat AKBALIK

 Kaynaklar: physicstoday.scitation.org/doi/10.1063/1.2995309
Wikipedia

Benzer Reklamlar

1 Trackback / Pingback

  1. Higgs Alanı ve Higgs Bozonu Üzerine Bir Bakış

Yorumunuz