Paylaşım Yap
Tüm Reklamları Kapat

Güçlü Nükleer Kuvvet Nedir? Protonlar Atom Çekirdeğinde Nasıl Bir Arada Bulunurlar?

Eğer Protonlar Pozitif Yüklüyse ve Aynı Yükler Birbirini İtiyorsa, Protonlar Atom Çekirdeğinde Nasıl Bir Arada Kalabiliyorlar?

Güçlü Nükleer Kuvvet Nedir? Protonlar Atom Çekirdeğinde Nasıl Bir Arada Bulunurlar?
5 dakika
28,745
Tüm Reklamları Kapat

Güçlü Nükleer Kuvvet (veya "Güçlü Çekirdek Kuvveti" veya kısaca "Güçlü Kuvvet"), doğadaki 4 temel kuvvetten biridir (diğerleri elektromanyetizma, kütleçekim ve zayıf nükleer kuvvettir). Sadece 10-15 metre kadar ufak mesafelerde etki edebilen güçlü kuvvet, elektromanyetizmadan 137 kat, zayıf nükleer kuvvetten 1 milyon kat, kütleçekiminden 1038 kat güçlüdür.[1]

Güçlü nükleer kuvvet, atom çekirdeğindeki protonlar ve nötronlar gibi hadronların içindeki kuarkları birbirine bağlayan kuvvettir. Buna ek olarak, atom çekirdeğindeki protonların ve nötronların kendilerini de birbirlerine bağlayarak atomun dengesini sağlar. Her ne kadar Higgs Bozonu'nun keşfi sürecinde bu parçacık "kütleyi oluşturan parçacık" olarak tanıtıldıysa da, aslında maddede Higgs Bozonu kaynaklı kütle sadece %1 civarındadır. Cisimlerin kütlelerinin %99'undan fazlasının nedeni Güçlü Nükleer Kuvvet'tir.

Güçlü Nükleer Kuvvetin Farklı Biçimleri

Güçlü Nükleer Kuvvet iki farklı kuvvet taşıyıcısı aracılığıyla etki eder ve bu nedenle iki farklı menzile sahiptir:

Tüm Reklamları Kapat

Kuarkları Birbirine Bağlayan Güçlü Kuvvet

0.8 femtometrelik "kısa" bir menzilde Güçlü Kuvvet, gluonlar tarafından taşınır ve protonlar, nötronlar ve diğer hadron parçacıkları içindeki kuarkları birbirine bağlar.[2] Bu daha kısa menzilli kuvvet, aynı zamanda renk kuvveti olarak da bilinir (bunun gerçek renklerle hiçbir ilgisi yoktur). Renk kuvveti öylesine güçlüdür ki, güçlü kuvvet aracılığıyla birbirine bağlanan hadronlar yeni, büyük parçacıklar oluşturabilirler. Bu nedenle hadronlar yüksek enerji parçacıklarla bombardımana tutulacak olurlarsa, özgürce hareket eden radyasyonu (gluonları) etrafa saçmak yerine, yeni hadronlar oluştururlar. Güçlü kuvvetin bu özelliğine renk hapsi denir ve bu etki, güçlü kuvvetin özgürce emisyon yapmasına engel olur (bunun yerine ağır parçacık jetleri oluşur).

Proton ve Nötronları Birbirine Bağlayan Güçlü Kuvvet

1-3 femtometre civarındaki daha "büyük" bir skalada mezonlar tarafından taşınır ve protonlar ile nötronları birbirine bağlayarak, atom çekirdeğinin oluşabilmesini sağlar. Güçlü Kuvvet'in bu özelliğinden öturu ona çekirdek kuvveti de denir. Bu, bir çeşit Güçlü Kuvvet kalıntısıdır; çünkü atom çekirdeğini bir arada tutan kuvvet, proton ve nötronların birbiriyle etkileşmesinden arta kalan kuvvettir. Bu bakımdan Güçlü Çekirdek Kuvveti, nükleonlar içindeki kuarkları bağlama konusunda olduğundan farklı davranır ve etkisi, mesafeyle yakından ilişkilidir.

Buna ek olarak, atom kaynaşması (nükleer füzyon) ile atom parçalanması (nükleer fisyon) için gereken bağ enerjileri bakımından da farklar vardır: Nükleer füzyon, Güneş gibi yıldızlarda üretilen enerjinin ana kaynağıdır; nükleer fisyon ise radyoaktif izotopların bozunmasını mümkün kılar (her ne kadar bu bozunma, çoğu zaman Zayıf Kuvvet tarafından kontrol edilse de). Nükleer kuvvetle ilişkili enerji, atom bombalarında ve nükleer reaktörlerde kısmen de olsa açığa çıkar.

Şimdi gelin bu kuvvetin nasıl çalıştığına biraz daha yakından bakalım.

Tüm Reklamları Kapat

Atom Çekirdeğindeki Protonlar Birbirini İter mi?

Bir mıknatısla oynayan herkes, aynı kutupların birbirini ittiğini bilir. O zaman mutlaka şunu da sormuş olmalısınız:

Madem ki protonlar artı yüklü parçacıklar ve manyetizma kurallarına göre aynı yükle yüklü parçacıklar birbirini iter, nasıl olur da atomların çekirdeklerindeki protonlar birbirlerine yapışık halde ve birbirlerini itmeden durabilirler, hem de dışarıda elektron gibi eksi yüklü bir parçacık varken ve protonları kendine doğru çekerken!?

Bu sorunun cevabı, 20. yüzyılın başlarına kadar pek çok bilim insanının da kafasına takılmış, hatta bu sorunu ortadan kaldırmak için pek çok farklı atom modeli ortaya atılmıştır. Sorunun çözümü uantum mekaniği araştırmalarından gelmiştir.

Öncelikle şunu belirtelim: Protonların birbirini ittiği doğrudur; hatta çekirdek içindeki protonlar da birbirlerini müthiş bir kuvvetle itmektedir: Yaklaşık olarak 9 kilogram-kuvvet ile; yani 9 kilogramlık bir kuvvetin yere uyguladığı kuvvetle... Bu ilk etapta kulağınıza çok gelmeyebilir; ama bir düşünün: 9 kilo bir süre sonra kolunuza bile ağır gelebilir - ki bu kuvvetin uygulandığı şey, 0.8 femtometre büyüklüğündeki ufacık bir cisimdir. Evet, bir proton, 1 metrenin katrilyonda biri kadar ufacık bir şeydir- ve dip dibe duran her proton, birbirine yaklaşık 9 kilo yük bindirmektedir. Eğer buna karşı koyacak bir şeyler olmasaydı, iki protondan biri, atom çekirdeğinden yaklaşık 12.800 kilometre/saat hızla fırlardı!

Elbette, buna engel olan bir kuvvet vardır: Güçlü Nükleer Kuvvet veya Güçlü Çekirdek Kuvveti. Yukarıda da bahsettiğimiz gibi, Evren'de 4 temel kuvvet vardır: Bunlardan en zayıfı, kütleçekim kuvvetidir. Örneğin atomun bozunmasıyla ilgili kuvvetlerden biri olan Zayıf Çekirdek Kuvveti bile, "zayıf" olarka adlandırılmasına rağmen kütleçekiminden 1026 kat kuvvetlidir. Elektromanyetik kuvvetse, kütleçekiminden 1036 kat kuvvetlidir. İşte Güçlü Çekirdek Kuvveti'nin elektromanyetizmaya karşı koyabilmesinin nedeni, en güçlü ikinci kuvvet olan elektromanyetik kuvvetten yaklaşık 137 kat daha güçlü olmasıdır.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Güçlü Kuvvetin Zaafı

Ne var ki, Güçlü Kuvvet'in bir zaafı vardır: Etki alanı, oldukça kısıtlıdır: Örneğin Dünya'dan 50.000 kilometre uzağa gidecek olursanız, kütleçekimi 10 kat azalacaktır, evet. Hatta birkaç yüz bin kilometreden sonra etkisini hissetmeniz imkansızlaşacaktır. Ama Evren'in diğer ucuna gitseydiniz bile, teknik olarak Dünya'nın kütleçekimi halen üzerinize etki ediyor olurdu. Tabii bu, önemsenmeyecek kadar ufak bir kuvvet olurdu, ama yine de var olurdu! Elektromanyetizma da aynı şekildedir: Birbirine etki edemiyormuş gibi gözüken tüm mıknatıslar, aslında galaksinin iki ucuna götürülseler bile birbirlerine etki etmeye devam etmektedir. Sadece çok zayıf bir şekilde...

Ama Güçlü Kuvvet böyle değildir. Etki alanı, yaklaşık 1 femtometreyle sınırlıdır. Yani bir protonun hacminden 2-2.5 kat daha büyük bir hacmin ötesine geçtiğinizde, etkisini yitirir. Dolayısıyla amaç protonları dip dibe tutabilmekse, o bariyerin içine girilmelidir.

Normalde protonları birbirine yaklaştırdığınızda, elektromanyetizma dolayısıyla müthiş bir şekilde birbirlerini iterler. Ama bu elektromanyetik itimi yenecek düzeyde bir güç uygulayıp, o 1 femtometrelik hacme ulaşmayı başarırsanız, bu defa Güçlü Nükleer Kuvvet hükmetmeye başlar ve protonlar birbirine kaynaşıyorlar.

Bu tanım tanıdık geldi mi? Tebrikler; füzyon, yani kaynaşma reaksiyonunu keşfettiniz! Mesela Güneş'te olan tam olarak budur: Tahmin edebileceğiniz gibi, protonları birbirine kaynaştırabilecek kadar yüksek sıcaklık ve basınçlar, yıldızlar gibi gök cisimlerinin çekirdeğinde bulunmaktadır. Bu kaynaşma sırasında etrafa akıl almaz bir enerji saçılıyor - ki sizin bugün var olup da bu yazıyı okuyabilmenizin nedeni Güneş'teki o hidrojenleri kaynaştırarak helyuma dönüştüren füzyon reaksiyonudur.

Bu Makaleyi Alıntıla
Okundu Olarak İşaretle
37
1
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
Paylaş
Sonra Oku
Notlarım
Yazdır / PDF Olarak Kaydet
Bize Ulaş
Yukarı Zıpla

İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!

Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.

Soru & Cevap Platformuna Git
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Tebrikler! 33
  • Bilim Budur! 21
  • Merak Uyandırıcı! 16
  • Muhteşem! 15
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 14
  • İnanılmaz 13
  • Umut Verici! 8
  • Güldürdü 2
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
Tüm Reklamları Kapat

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 27/05/2024 13:42:25 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/854

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Keşfet
Akış
İçerikler
Gündem
Şeker
İnsan
Balıkçılık
Nörobiyoloji
Yeşil
Kuantum
Mantar
Kanser
İnfografik
Önyargı
Okyanus
Hindistan
Diyabet
Beslenme Bilimi
Uçuş
Sosyal Mesafelendirme
Yumurtalık
Davranış
Samanyolu Galaksisi
Alan
Asteroid
Dışkı
Organizma
Küresel Isınma
Şehir Hastanesi
Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Video Konu Önerisi
Başlık
Gündem
Bugün Türkiye'de bilime ve bilim okuryazarlığına neler katacaksın?
Bağlantı
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, aklınızdan geçen düşünceleri Evrim Ağacı ailesiyle paylaşabilmeniz içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Bilim kimliğinizi önceleyin.
Evrim Ağacı bir bilim platformudur. Dolayısıyla aklınızdan geçen her şeyden ziyade, bilim veya yaşamla ilgili olabilecek düşüncelerinizle ilgileniyoruz.
2
Propaganda ve baskı amaçlı kullanmayın.
Herkesin aklından her şey geçebilir; fakat bu platformun amacı, insanların belli ideolojiler için propaganda yapmaları veya başkaları üzerinde baskı kurma amacıyla geliştirilmemiştir. Paylaştığınız fikirlerin değer kattığından emin olun.
3
Gerilim yaratmayın.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
4
Değer katın; hassas konulardan ve öznel yoruma açık alanlardan uzak durun.
Bu komünitenin amacı okurlara hayatla ilgili keyifli farkındalıklar yaşatabilmektir. Din, politika, spor, aktüel konular gibi anlık tepkilere neden olabilecek konulardaki tespitlerden kaçının. Ayrıca aklınızdan geçenlerin Türkiye’deki bilim komünitesine değer katması beklenmektedir.
5
Cevap hakkı doğurmayın.
Bu platformda cevap veya yorum sistemi bulunmamaktadır. Dolayısıyla aklınızdan geçenlerin, tespit edilebilir kişilere cevap hakkı doğurmadığından emin olun.
Ekle
Soru Sor
Sosyal
Yeniler
Daha Fazla İçerik Göster
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
Evrim Ağacı'na Destek Ol

Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katın.

Evrim Ağacı'nı Takip Et!
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000
Bu Makaleyi Alıntıla
Evrim Ağacı Formatı
APA7
MLA9
Chicago
Ç. M. Bakırcı. Güçlü Nükleer Kuvvet Nedir? Protonlar Atom Çekirdeğinde Nasıl Bir Arada Bulunurlar?. (6 Haziran 2012). Alındığı Tarih: 27 Mayıs 2024. Alındığı Yer: https://evrimagaci.org/s/854
Bakırcı, Ç. M. (2012, June 06). Güçlü Nükleer Kuvvet Nedir? Protonlar Atom Çekirdeğinde Nasıl Bir Arada Bulunurlar?. Evrim Ağacı. Retrieved May 27, 2024. from https://evrimagaci.org/s/854
Ç. M. Bakırcı. “Güçlü Nükleer Kuvvet Nedir? Protonlar Atom Çekirdeğinde Nasıl Bir Arada Bulunurlar?.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Evrim Ağacı, 06 Jun. 2012, https://evrimagaci.org/s/854.
Bakırcı, Çağrı Mert. “Güçlü Nükleer Kuvvet Nedir? Protonlar Atom Çekirdeğinde Nasıl Bir Arada Bulunurlar?.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Evrim Ağacı, June 06, 2012. https://evrimagaci.org/s/854.
ve seni takip ediyor

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close