Standart Model Denklemi Neler İçeriyor?

Parçacık fiziğinin Standart Model’i çoğu zaman elementlerin periyodik tablosuna benzer bir tablo biçiminde görselleştirilir. Bu tabloda parçacıklar ile onların kütle, yük ve spin gibi özellikler..
Görsel Telif:

Parçacık fiziğinin Standart Model’i çoğu zaman elementlerin periyodik tablosuna benzer bir tablo biçiminde görselleştirilir. Bu tabloda parçacıklar ile onların kütle, yük ve spin gibi özellikleri tanımlanmış ve doğanın temel kuvvetleri aracılığı ile nasıl etkileştiklerini temsil edecek biçimde düzenlenmiştir. Fakat elbette standart model, ortaya bir tablo olarak çıkmadı. Pek ortalarda gözükmese de, tablonun temelinde bir Standart Model Denklemi var.

Temel parçacıkların yerleştirildiği bir tablodan ibaret olmayan standart model kuramı, fizik yasalarının zamandan bağımsız yorumları olduğu kanıtlanmış çeşitli matematiksel modellerin toplu bir şekilde temsilidir. İşte bu devasa eşitliğin kapsadığı konulara ilişkin kısa bir özet:

“Standart Model Denklemi”nin Bütünü

Standart Model denkleminin bu şekli, Lagrangian biçiminde yazılmıştır. Lagrangian, değişen bir sistemin durumunu belirleyen ve sahip olabileceği en yüksek enerjiyi açıklayan bir eşitlik yazmanın güzel bir yoludur. Teknik olarak Standart Model denklemi birkaç farklı formülasyon biçiminde yazılabilir. Uzun görünüşüne rağmen, kuramı en kolay ve kompakt şekilde temsil eden yol ise Lagrangian formülasyonudur.

Aşağıda Standart Model Lagrangian’ının 5 bölüme ayrılmış biçimi görülüyor. Şimdi her bir bölümün neleri ifade ettiğini anlamaya çalışalım.

Bölüm 1

Bu terimler, doğanın temel kuvvetlerinden biri olan Güçlü Çekirdeksel Kuvvet‘i ileten bozon olan gluon için yazılmıştır. 8 çeşit gluon bulunur. Gluonlar kendi aralarında etkileşebilirler ve “renk yükü” olarak adlandırılan kuantumsal özelliklere sahip olurlar.

Bölüm 2

Denklemin neredeyse yarısını oluşturan bu terimler, özellikle W ve Z bozonları olmak üzere bozon etkileşimlerini açıklamak için yazılmıştır. Bozonlar, kuvvet taşıyıcı parçacıklardır; yani doğanın temel kuvvetlerinin iletimi onlar sayesinde olur. 4 tür bozon vardır: Elektromanyetik kuvveti taşıyan foton, güçlü kuvveti taşıyan gluon ve zayıf kuvveti taşıyan W ile Z bozonları. Yakın zamanda keşfedilen Higgs bozonu ise biraz daha farklı olup, onun etkileşimleri denklemin bir sonraki bölümünde temsil edilir.

Bölüm 3

Denklemin bu bölümü, temel madde parçacıklarının  Zayıf Çekirdeksel Kuvvet ile nasıl etkileştiğini tanımlar. Bu formülasyona göre madde parçacıkları, her biri farklı kütleli olan 3 nesil halinde bulunur. Zayıf kuvvet, büyük kütleli madde parçacıklarının bozunarak, düşük kütleli madde parçacıklarına dönüşmesini sağlar. Bu bölümde, temel parçacıkların kütlelerini kazanmalarını sağlayan Higgs alanının temel etkileşimleri de yer alır. Ayrıca nötrinoların kütlesiz oldukları da bu terimlerde varsayılmıştır. Ne yazık ki bu varsayım, bilimcilerin yakın zamanda yaptığı keşifler ile uyumlu değil.

Bölüm 4

Kuantum mekaniğinde bir parçacığın geçtiği tek bir yoldan söz edilemez. Bu da bazen fazlalıkların bu tür bir matematiksel formülasyon biçiminde belireceği anlamına gelir. Bu artıkları temizlemek için fizikçiler “hayaletler” adını verdikleri sanal parçacıklar kullanıyor. Denklemin bu bölümü, madde parçacıklarının Higgs hayaletleri (Higgs alanından arta kalan sanal döküntüler) ile etkileşimlerini tanımlıyor.

Bölüm 5

Bu son bölümde de denkleme daha fazla hayalet ekleniyor. Buradakilerin adı Faddeev-Popov hayaletleri. Zayıf etkileşim dolayısıyla oluşan fazlalıkları iptal ediyorlar.

Not: Kaliforniya Politeknik Eyalet Üniversitesi’nden Thomas Gutierrez, Standart Model Lagrangian’ını Diagrammatica (Nobel ödüllü Martinus Veltman tarafından yazılmıştır) kullanarak web için hazırladı. Kendisi denklemi bölümlerken ufak bir hata yaptığını belirtiyor ve bunu bulmayı okurlara bırakıyor.


Kaynak: Symmetry Magazine, “The deconstructed Standard Model equation”
< http://www.symmetrymagazine.org/article/the-deconstructed-standard-model-equation >


Bu içerik BilimFili.com yazarı tarafından oluşturulmuştur. BilimFili.com`un belirtmiş olduğu “Kullanım İzinleri”ne bağlı kalmak kaydıyla kullanabilirsiniz.

Etiket
  • Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
  • Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
  • Destek Ol
Yorum Yap (0 )

Yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız.

Bunlar da ilginizi çekebilir

Bağış Yap, Destek Ol!
Projelerimizde bize destek olmak isterseniz,
Patreon üzerinden
bütçenizi zorlamayacak şekilde aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsiniz.
E-Bülten Üyeliği
Duyurulardan e-posta ile
haberdar olmak istiyorum.
Reklam Reklam Ver
Arşiv