Kuantum Renk Dinamiği ve Kuark Çorbası: Erken Evren'i Canlandırmak!

Kuantum Renk Dinamiği ve Kuark Çorbası: Erken Evren'i Canlandırmak!
Bir kuark-gluon plazması illüstrasyonu.
ars Technica
Çağrı Mert Bakırcı Editör Çağrı Mert Bakırcı
5 dakika
471 Okunma Sayısı
Notlarım
Reklamı Kapat

Evrenimizi oluşturan Büyük Patlama'dan saniyenin milyonda biri kadar bir zaman sonra; her yer son derece sıcak ve son derece yoğun parçacıklar ile doluydu. Bu parçacıklar, neredeyse ışık hızında hareket ediyordu. Evrenin dört bir tarafına yayılmış bu parçacıklar, çoğunlukla kuark veya gluondu. Kuarklar, fizikteki temel parçacıklardandır. Proton, nötron gibi baryonlar ve mezonlar, kuarkların bir araya gelmesiyle oluşur. Gluonlar, kuarkları bir arada tutan güçlü etkileşimlerden sorumludur. Büyük Patlama'dan hemen sonra, o aşırı sıcak ve yoğun ortamda, kuarklar ve gluonlar arasındaki etkileşim oldukça azdı. Kuark ve gluonlar; Evren'de ışık hızına yakın hızlarda, etkileşime girmeden, özgürce dolaşıyorlardı.

Kuark Çorbası Nedir?

Kuark çorbasından bahsetmeden önce, "nükleer madde"nin tanımının yapılması gerekir. Nükleer madde, proton ve nötronların içerisinde etkileşime geçebildiği ideal bir sistemdir. Ancak terimin adı, ynai "nükleer madde" kavramı, bir yanılgı yaratmamalıdır: Nükleer madde, gerçek anlamda bir "madde" değil, varsayımsal bir sistemdir.

Kuark çorbası (veya kuark-gluon plazması), nükleer maddenin yeni bir halidir. Bu hal, son derece sıcak ve aynı şekilde son derece yoğundur. Proton, nötron gibi hadronlar; kuark çorbası içerisinde kimliklerini kaybederler. Kimliğini kaybetmiş hadronlar, temel parçacıkları olan kuarklara ve gluona bozulur.

Erken Evreni Simüle Etmek

Büyük Patlama'dan hemen sonrasını, yani erken evreni, canlandırmak günümüz teknolojisiyle mümkün! Peki ama nasıl?

Reklamı Kapat

CERN'de bulunan parçacık çarpıştırıcılarında altın veya kurşun gibi elementlerin çekirdekleri çarpıştırılır. Çekirdeklerin içerisinde çarpışan proton ve nötronlar, birkaç trilyon elektronvolt enerji açığa çıkarır. Bu enerji, bir atom bombasının açığa çıkardığı enerjinin neredeyse bir milyon katıdır! Proton ve nötronların çarpışması sonucunda ortaya daha temel parçacık ve antiparçacıklar çıkar. Etrafa saçılan daha küçük parçacıklar, yüksek enerji sebebiyle bozunur ve Kuark Çorbası oluşur.

Kuark Çorbası'nın, yani kuark-gluon plazmasının içerisindeki kuark ve gluonlar; çarpışmadan çok kısa bir süre sonra enerjilerini kaybedip etkileşime girerek daha büyük (proton, nötron, antiproton, antinötron gibi) parçacıkları ortaya çıkarırlar. Oluşan antinötron ve antiparçacıklar etkileşime girerek, helyum atomu kadar ağır antimaddeleri ortaya çıkarabilirler. Görüldüğü üzere Kuark Çorbası'nın içerisi oldukça karışık ve kaotiktir!

Bu kaotik ortamın tıpkı bir gaz gibi davranış göstermesi bekleniyordu. Ancak yapılan araştırmalar gösterdi ki Kuark Çorbası, gaz değil de sıvı gibi davranıyor!

Kuark Çorbası oluşurken son derece yüksek enerjinin ortaya çıktığı ve çok fazla parçacık etkileşiminin yaşandığı görülür. Ancak bu etkileşimlerin sonuçları arasından özellikle biri oldukça ilgi çekicidir: parçacık jetleri.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Parçacık Jetleri: Kuantum Renk Dinamiği'nin Temeli

Ağır parçacıkların çarpışmalarında kuark ve gluon gibi parçacıklar etrafa saçılır. Tek başına saçılan kuark veya gluonlar, ilerledikçe ortamdan diğer parçacıkları kendine doğru çeker ve bir parçacık bulutu oluşur. Ancak bu parçacık bulutu; dağınık halde değil, tıpkı uçakların gökyüzünde bıraktığı yoğunlaşma izi (İng: "contrails") gibi, çizgi biçiminde olur. Bu çizgi biçimindeki parçacık bulutlarına, parçacık jeti veya kısaca jet denmektedir.

Parçacık çarpışmasından sonra ortaya çıkan jetlerin bir görüntüsü.
Parçacık çarpışmasından sonra ortaya çıkan jetlerin bir görüntüsü.
Fermilab & ATLAS

Kuantum Renk Dinamiği

Kuantum renk dinamiği, kuark ve gluonların arasındaki etkileşimleri yani güçlü kuvvetleri tanımlayan bir teoridir. Kuantum renk dinamiği, bütünleşik bir fizik teorisini elde etmeyi amaçlayan kuantum alan teorisine ve kuantum elektrodinamiğe paralel olarak geliştirilmiştir.

Kuantum elektrodinamik teorisinde, parçacıklar arasındaki etkileşimler fotonların yayılımı ve soğrulmasıyla tanımlanır. Yani kuantum elektrodinamiğe göre foton, kuvveti taşıyan ve ileten parçacıktır. Bu düşünceden yola çıkılarak geliştirilen kuantum renk dinamiği, foton yerine, kuvveti taşıyan başka bir parçacık olduğunu ön görmüştür: Gluon. Gluonlar, parçacıklar arasındaki kuvveti, yani "rengi" taşır. "Renk", elektrodinamikteki elektriksel yüklerin, renk dinamiğindeki karşılığıdır; gerçek anlamıyla gözümüzün gördüğü renklerden söz etmemekteyiz.

Kuantum elektrodinamikte, sadece iki çeşit elektrik yükü vardır: pozitif ve negatif. Ancak renk dinamiğinde, parçacıkların davranışlarını açıklamak için daha fazla yük çeşidi tanımlamamız gerekir, bu noktada devreye kuantum renk dinamiği girer. Kuantum renk dinamiğinde yükler üç çeşit “renk” yüküyle tanımlanır. Ve bu farklı çeşit renk yükleri de renk ve anti-renklere ayrılır. Üç çeşit renk yükü ışığın ana renklerinden yola çıkarak kırmızı, mavi ve yeşil olarak tanımlanmıştır. Ancak renk yükleri ne boyalarda bulunan renklerle ne de ışığın renkleriyle ilişkili değildir, sadece benzetmedir.

Reklamı Kapat

Elektriksel yük bakımından parçacıklar; pozitif, negatif veya nötr yüke sahip olabilirler. Aynı şekilde, kuantum renk dinamiğinde de parçacıklar renk yüklü ve renk nötrü olabilirler. Üç kuarkın birleşiminden oluşan baryonları, "renk nötrü" olabilecek parçacıklar olarak örnek gösterebiliriz. Baryonları oluşturan her bir kuark farklı renge sahip olursa (kırmızı, mavi, yeşil) renk yükü bakımından nötr bir baryon ortaya çıkar. Bu durum tıpkı pozitif ve negatif elektrik yükünün birbirini nötrlemesi gibi, üç çeşit renk yükünün de birbirini nötrlemesidir.

Baryonları oluşturan kuarklar, gluonlar sayesinde etkileşime girer. Kuantum elektrodinamikte etkileşimden sorumlu olan fotonlar, yük bakımından nötrdür; ancak güçlü kuvvetin taşıyıcısı olan gluonlar, renk yüküne sahiptir. Gluonların renkli olduğundan dolayı hem diğer parçacıklarla hem de kendi aralarında etkileşime girebilirler. Bu etkileşimler, güçlü kuvvetin elektromanyetik kuvvetten tamamen farklı olmasına sebep olmaktadır!

Kuantum elektrodinamik, kuvvetin sonsuz mesafede (uzaklıkla orantılı olarak azalarak) bile etki göstereceğini belirtir. Ancak kuantum renk dinamiğinin güçlü kuvveti, metrenin katrilyonda biri (10-15) kadar mesafede etkili olabilir! Bu mesafe, neredeyse bir atomun çapından bile küçüktür. Güçlü kuvvetin bu kadar kısa bir mesafede etkili olabilmesinin sebebi, gluonların renkli, yani yüklü olmasıdır. Renk yükleri, gluonların ve kuarkların uzun mesafelerde etkileşime girebilmesini engeller.

Okundu Olarak İşaretle
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Tebrikler! 6
  • Muhteşem! 5
  • Bilim Budur! 3
  • Umut Verici! 3
  • Merak Uyandırıcı! 2
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 1
  • İnanılmaz 1
  • Güldürdü 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma

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 15/06/2021 20:15:54 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/10518

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.

Reklamı Kapat
Güncel
Karma
Agora
Instagram
Lhc (Büyük Hadron Çarpıştırıcısı)
Bilim Felsefesi
Wuhan Koronavirüsü
Maske Takmak
Evrimsel Süreç
Makina
Etoloji
Element
Savunma
Kuyrukluyıldız
Bilimkurgu
Zehir
Viral
Covid-19
Modern
Müfredat
Yas
Uydu
Mars
Yüksek
Karar
Grip
Cinsiyet Araştırmaları
Biliş
Hayvanlar Alemi
Daha Fazla İçerik Göster
Daha Fazla İçerik Göster
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

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
Geri Bildirim Gönder
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol
Sizi Takip Ediyor

Devamını Oku
Evrim Ağacı Uygulamasını
İndir
Chromium Tabanlı Mobil Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
İlk birkaç girişinizde zaten tarayıcınız size uygulamamızı indirmeyi önerecek. Önerideki tuşa tıklayarak uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu öneriyi, yukarıdaki videoda görebilirsiniz. Eğer bu öneri artık gözükmüyorsa, Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Chromium Tabanlı Masaüstü Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
Yeni uygulamamızı kurmak için tarayıcı çubuğundaki kurulum tuşuna tıklayın. "Yükle" (Install) tuşuna basarak kurulumu tamamlayın. Dilerseniz, Evrim Ağacı İleri Web Uygulaması'nı görev çubuğunuza sabitleyin. Uygulama logosuna sağ tıklayıp, "Görev Çubuğuna Sabitle" seçeneğine tıklayabilirsiniz. Eğer bu seçenek gözükmüyorsa, tarayıcının Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Safari Mobil Uygulama
Sırasıyla Paylaş -> Ana Ekrana Ekle -> Ekle tuşlarına basarak yeni mobil uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu basamakları görmek için yukarıdaki videoyu izleyebilirsiniz.

Daha fazla bilgi almak için tıklayın