Eğer kuarklar ve gluonlar kendi başlarına izole edilebilseydi, atom altı parçacıkların, hatta madde dünyamızın görünümü muazzam ölçüde farklı olurdu. Kuantum renk dinamiği (QCD) sayesinde kuarklar ve gluonlar “renk hapsi” denen güçlü bir kuvvetle birbirlerine bağlı kalıyor ve özgürce dolaşamıyorlar. Bu kuvvet öylesine güçlü ki, kuarkları ya da gluonları bir hadronun (proton ya da nötron gibi) dışına çıkarmaya çalıştığınızda, aradaki enerji hattı geriliyor ve sonuçta yeni kuark çiftleri oluşuyor. Fakat hayal edelim: Eğer renk hapsi ortadan kalksaydı, bu mini dünyada bambaşka fizik kuralları işlemeye başlardı.
Öncelikle, kuarkların serbest kalması durumunda hadronların kütlesi büyük ölçüde değişirdi. Hadronların kütlesinin büyük bir kısmı kuarklardan değil, kuarklar arasındaki güçlü etkileşimden kaynaklanır. Renk kuvveti, hadronların içinde enerji olarak birikir ve Einstein’ın meşhur formülüne göre bu enerji kütleye dönüşür. Kuarkların serbest kalması, bu enerji katkısını ortadan kaldırır ve böylece hadronlar ya çok daha hafif olurdu ya da stabil yapılar olarak varlıklarını sürdüremezlerdi. Yani, kütlelerin büyük kısmı bir anlamda “buharlaşır” ve atom altı parçacıklar bildiğimiz yapısını kaybederdi. Nobel ödüllü fizikçi Richard Feynman’ın da dediği gibi, “Doğa, hayal edebileceğimizden daha derin, daha sofistike.”
Yalnızca kütle değil, hadronların elektrik yükü, spin gibi özellikleri de radikal değişimlere uğrardı. Kuarklar normalde birlikte durduklarında belirli bir yük dengesi sağlarlar. Ancak serbest olduklarında, daha önce hiç gözlenmeyen fraksiyonel yükler etrafta dolaşmaya başlardı. Bu, atom çekirdeklerinin elektriksel yapısını kökten değiştirir ve bildiğimiz kimyasal elementler ortadan kalkabilirdi. Çünkü fraksiyonel yüklerle kimyasal bağlar bambaşka dinamiklere sahip olurdu.
Dahası, serbest kalan kuarklar ve gluonlar nedeniyle, atom altı etkileşimlerin doğası tamamen farklı bir hâl alırdı. Protonlar ve nötronlar gibi yapılara bölünemeyen parçacıklar olmazdı, dolayısıyla nükleer kuvvet, bildiğimiz anlamda var olamazdı. Bu durumda, madde stabil olamaz, sürekli parçalanmaya devam ederdi. Bir başka deyişle, renk kuvvetinin kaybolmasıyla kuarkların farklı kombinasyonlarla bir araya gelerek stabil yapılar oluşturma eğilimi de ortadan kalkardı. Kuarkların ve gluonların serbest kalması, doğrudan doğruya maddenin yapı taşı olan proton ve nötronları tamamen ortadan kaldırabilirdi.
Serbest kuarklar ve gluonlar, etraflarında sürekli olarak yeni parçacıklar oluşturarak karmaşık bir parçacık denizi meydana getirebilirlerdi. Öyle ki, bu durumda evrenin yapısına dair tamamen yeni bir model geliştirmek gerekirdi. Bu da bilim dünyasında yeni teorilere, yeni sorulara ve belki de şu an hayal bile edemediğimiz yeni keşiflere yol açabilirdi. Bu hayali senaryoda, evren, Newton’un dediği gibi “anlayışımızın ötesinde bir okyanus” hâline gelirdi.
Daha geniş bir perspektiften bakıldığında, kuarklar ve gluonlar serbest olsaydı evren büyük bir “kuark denizi”ne dönüşebilir ve enerji dengeleri tamamen bozulabilirdi. Belki de evrende madde, kararlı yapılar kuramaz, yerine sürekli hareket eden ve dönüşen bir enerji kaosu ortaya çıkardı. Kuarkların özgürlüğü, evrendeki maddenin, yıldızların ve galaksilerin varlığı için gerekli olan dengeyi temelden bozardı. Evren, tıpkı bir bulmacanın eksik parçaları gibi düzensiz ve geçici yapılarla dolu olurdu.[1][2][3][4][5]
Kaynaklar
- M. A. Shifman, et al. (2002). Qcd And Resonance Physics. Theoretical Foundations. Elsevier BV, sf: 385-447. doi: 10.1016/0550-3213(79)90022-1. | Arşiv Bağlantısı
- D. J. Gross, et al. (2002). Asymptotically Free Gauge Theories. I. American Physical Society (APS), sf: 3633-3652. doi: 10.1103/PhysRevD.8.3633. | Arşiv Bağlantısı
- H. D. Politzer. (2002). Reliable Perturbative Results For Strong Interactions?. American Physical Society (APS), sf: 1346-1349. doi: 10.1103/PhysRevLett.30.1346. | Arşiv Bağlantısı
- L. D. Faddeev, et al. (2003). Feynman Diagrams For The Yang-Mills Field. Elsevier BV, sf: 29-30. doi: 10.1016/0370-2693(67)90067-6. | Arşiv Bağlantısı
- F. Halzen, et al. Quarks And Leptons: An Introductory Course In Modern Particle Physics. ISBN: 9780471887416.
