Manyetik Monopolün Bulunamaması Evreni Anlamamızı Zorlaştırıyor

Higgs bozonunu muhtemelen duymuşsunuzdur. Ölçülmesi çok zor olan ve evreni anlamamıza yardımcı olan  bu parçacığın var olduğu uzun zaman önce  tahmin edilmişti , ancak deneysel olarak parçacığı tespit etmek...

Higgs bozonunu muhtemelen duymuşsunuzdur. Ölçülmesi çok zor olan ve evreni anlamamıza yardımcı olan  bu parçacığın var olduğu uzun zaman önce  tahmin edilmişti , ancak deneysel olarak parçacığı tespit etmek uzun yıllar aldı.

Kuantum mekaniği tarafından var olduğu tahmin edilen ve ölçülmesi çok zor olan başka bir parçacık daha var : manyetik monopol. Aslına bakarsanız manyetik monopolü çok daha uzun zamandır araştırmamıza rağmen, varlığına dair herhangi bir kanıt elde edemedik.

Fizik ile ilgili olan kişiler ,her ne kadar elektrik yükü olarak bilinmesine rağmen, muhtemelen elektrik monopol terimiyle aşinadırlar.

Elektrik alanların etkileşmesi sonucunda, zıt elektrik yükler birbirini çeker ve aynı yükler birbirini iter. Yükler ayrıca , artıdan eksiye doğru hareket ettikleri şeklinde tanımlanmışlardır.

Elektrik monopoller proton ve elektron gibi artı ve eksi yük parçacıkları şeklinde bulunurlar.

İlk bakışta manyetizma da elektrik ile aynı özelliklere sahip gibi görünür .Ancak, elektrik yükün benzeri tek kutuplu manyetik  monopolleri aramaya kalktığımızda , elektrik monopollerin doğada var olduğu gibi , manyetik monopolleri tespit edemiyoruz.

Bunun yerine, mıknatıslar  güney ve kuzey kutupları ile doğada dipol şeklinde bulunurlar. Bir mıknatısı ikiye böldüğümüzde , ayrı iki kutup kuzey ve güney elde edemeyiz. Bunun yerine, iki tane daha küçük ve her biri güney ve kuzey kutbuna sahip yeni mıknatıslar elde ederiz. Mıknatısı tek parçacıklara kadar bile bölseniz , yine de manyetik dipol elde edersiniz.

Dünya’daki manyetizmaya baktığımızda , bunun tamamen Maxwell denklemleri ile uyumlu olduğunu göreceksiniz . Maxwell denklemleri elektrik ve manyetik alan teorilerini elektromanyetizma altında birleştirir.   Maxwell denklemleri ilk kez, 1861 ve 1862 yıllarında James Maxwell tarafından yayınlandı ve hala günlük hayattaki farklı uygulamalarda kullanılmaktadır.

Bun denklemlerden biri; Gauss  yasası manyetik monopolün olmadığını ortaya koyar. Günlük hayatta gördüğümüz manyetizma  elektrik yüklerin hareketiyle oluşur. Elektrik yükleri bir yolda hareket ederken, örneğin bir elektron bir tel içerisinde hareket ederken , elektrik akımı oluşturur. Bu durum akımının olduğu yönde bir manyetik alan oluşmasını sağlar.

Manyetizmanın oluşmasına neden olan ikinci şey , spin olarak adlandırılan kuantum mekaniksel bir özelliktir. Bu, elektrik yüküne sahip parçacıkların düz bir yolda ilerlemesi yerine,  bir eksen etrafında dönmesi olarak tarif edilebilir.

Bu,  parçacıkta bir açışal momentum oluşturarak, bir elektronun bir manyetik dipol olarak davranmasına neden olur. Bu demek oluyor ki, manyetik terimini manyetik monopole gerek olmadan açıklayabiliriz.

Fakat, klasik elektromanyetik teorilerin gözlemlerimizle uyumlu olması , manyetik monopolün var olmadığı anlamına gelmez. Aksine, herhangi bir yerde gözlemleyebildiğimiz bir manyetik monopolün olmadığı anlamına gelir.

Bununla ilgili teorilerin içerisine dikkatli bir şekilde baktığımızda , Evren’de var olduklarına dair cezbedici argümanlar elde ederiz.

Dualitenin Cezbediciliği

 image-20160803-12196-16cpxs9

1894 yılında , Nobel Fizik Ödülü kazananı Pierre Curie böyle bir parçacığın var olması ihtimaliyetini düşündü ve var olmaması için herhangi bir neden bulamadı.

Daha sonra, 1931 yılında başka bir  Nobel Fizik Ödülü kazananı Paul Dirac,  Maxwell denklemlerinin manyetik monopolü içerecek şekilde genişlettiğinde , elektrik yükün sadece kesikli değerler şeklinde var olabileceğini ortaya koydu.

Bu kuantalaşma, kuantum mekaniğinin prensiplerinden birisidir. Dirac’ın çalışmaları, bunu göz önünde bulundurarak , kuantum elektrodinamiği ve klasik elektrodinamiğin uyumlu olduğu üzerine kaydı .

Son olarak, doğada var olan simetrinin güzelliğine karşı çıkabilecek çok az sayıda fizikçi vardır. Böylece  manyetik monopolün varlığı , elektrik ve manyetizma arasında bir Dualitenin var olduğunu gösterir.

Fizikte dualite, iki farklı teorinin  birbirlerinin benzeri olduğu  şeklinde ilişkilendirilmesidir.

Eğer,  elektrik kuvvetin manyetik kuvvetin eşi olduğu şeklinde doğru olsaydı , diğer kuvvetlerin de birbirinin eşi olması gerekirdi.

Elbette, teorinin cezbedici olması,  onun doğru olduğu anlamına gelmez.

Monopol Serapı

Bilim inananları Bose-Einstein yoğunlaşması ve süper sıvılar içerisinde kompleks manyetik alanlar kullanarak   ve  monopol benzeri yapılar oluşturmaya  çalışarak , manyetik monopolleri görmeye yaklaştılar.

Fakat , bu manyetik monopolün imkânsız olmadığını gösterse de , bunu doğada keşfetmek ile aynı şey değil.

Parçacık fiziği deneyleri ara sıra  olası monopol adaylarını duyursa da, bu buluşların hiç birisi tekrar üretilebilir değil .

LHC ‘deki Monopol ve Egzotik parçacıklar detektörü (MoEDAL) , araştırmalar yapmasına rağmen , bugüne kadar hiç bir monopol bulamadı.

Bunun üzerine,  manyetik monopol araştırmacıları  neden herhangi bir manyetik monopol gözlemlenemediğini tartışmaya karar verdiler.

Eğer günümüzdeki parçacık hızlandırıcılar manyetik monopolün varlığını ölçemediyse, bir monopolün kütlesi laboratuvarda oluşturabildiğimiz kütlerden basitçe çok daha büyüktür.

Teoriyi kullanarak , bir manyetik monopol için gerekli maksimum kütleyi tahmin edebiliriz.  Evren hakkındaki bilgilerimizden yola çıkarak , monopolün kütlesinin  1014 TeV kadar büyük olabileceğini hesaplayabiliriz.

Bu denli büyük bir kütle sadece Big Bang ‘den sonra, Evren’in  ilk evrelerinde meydana geldi.

Eğer Evren genişlemeden önce,   manyetik monopolün enerjik  olarak daha fazla oluşturulamayacağı bir noktaya soğuduysa , monopoller muhtemelen oradadırlar. Sorun bir tanesini bulabilmekte.

Kaynak : http://www.sciencealert.com/we-re-missing-a-magnetic-monopole-and-our-understanding-depends-on-it

Kategori
BÜLTENFizikKlasik FizikKuantum FiziğiTeori

Dr. Atac lisans eğitimini Karadeniz Teknik Üniversitesinde aldı. Doktora derecesini 2017 yılında Temple Üniversitesinde, Coulomb Sum Rule adı verilen Deney üzerinde çalışarak elde etti. Şu an Temple Üniversitesinde Research Assistant Professor olarak çalışmaktadır. Dr. Atac ayrıca Fizik Akademisi’nin kurucusudur.
Bir Tane Yorum Var
  • fikret önder
    10 Nisan 2017 at 3:23 am

    Kütle çekimi manyetik bir monopol örnegi teşkil etmiyor mu? Çönkü kütle çekimi var ama itimi yok. Nedense hiç kimse neden kütle çekimi var ama itimi nasıl oluşur diye sormuyor. Evrende herşey simetrikse kütle çekiminin simetriği olan olay uzayın genişleyerek şişmesi mi olur? yoksa manyetik dipol mü olur?

  • Cevap Yaz

    ETKİNLİKLER
    May
    11
    Cts
    2024
    all-day Yoğun Madde Fiziği – İzmir Topla... @ İzmir Ekonomi Üniversitesi Balçova kampüsünde M-Blok M01 Amfisi
    Yoğun Madde Fiziği – İzmir Topla... @ İzmir Ekonomi Üniversitesi Balçova kampüsünde M-Blok M01 Amfisi
    May 11 – May 12 all-day
    Yoğun Madde Fiziği - İzmir Toplantısı 2024 @ İzmir Ekonomi Üniversitesi Balçova kampüsünde M-Blok M01 Amfisi | İzmir | Türkiye
    Yoğun Madde Fiziği – İzmir Toplantıları 2012 yılından beri ilkbahar aylarında yapılmaktadır. İzmir üniversiteleri arasında dönüşümlü yapılması öngörülen bu toplantılar İYTE dışında bu yıl ilk kez İzmir Ekonomi Üniversitesi ev sahipliğinde düzenlenecek. Bir gün süren etkinlikte, yoğun madde fiziği alanındaki güncel araştırmaların sunulduğu davetli konuşmaların yanısıra, kısa sözlü sunumlar ve poster oturumu yer alacak. Katılımcı sözlü sunumları ve poster sunumu başvuruları için geniş özet dosyalarının kayıt sırasında gönderilmesi gereklidir. Başvuru için son tarih: 23 Nisan 2024. Toplantıya katılım ücretsizdir ancak kayıt olunması zorunludur.   Davetli Konuşmacılar : Serkan ATEŞ İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü Katı Hal Kuantum Işık Kaynaklarının Polarizasyon Dinamiği Deniz AYBAŞ TÜMTÜRK Bilkent Üniversitesi Alkali Atomlarla Hassas Manyetik Alan Ölçümleri Zafer GEDİK Sabancı Üniversitesi “Eşlenik” Josephson Etkisi Gül GÜLPINAR Dokuz Eylül Üniversitesi Düzensiz[...]
    Haz
    5
    Çar
    2024
    all-day Deneyimsel Nükleer Astrofizik Ul... @ Adana
    Deneyimsel Nükleer Astrofizik Ul... @ Adana
    Haz 5 – Haz 6 all-day
    Deneyimsel Nükleer Astrofizik Uluslararası Konferansı @ Adana | Adana | Adana | Türkiye
      Sizi, 5-6 Haziran 2024 tarihlerinde Adana, Türkiye’de gerçekleşecek olan Deneyimsel Nükleer Astrofizik Uluslararası Konferansı (ICENA-24) konferansına katılmaya davet etmekten büyük heyecan duyuyoruz. Etkinlik, dünya çapındaki önde gelen uzmanları, düşündürücü tartışmaları ve çeşitli ülkelerden katılımcıları bir araya getirecek. 500’den fazla katılımcının beklenmesiyle, konferans, ağ kurma ve profesyonel gelişim için geniş fırsatlar sunacaktır. Konferans, anahtar konuşmalar, sözlü sunumlar, poster oturumları, sempozyumlar ve atölye çalışmaları dahil olmak üzere geniş bir oturum yelpazesine sahip olacaktır. Konuşmacılarımız arasında akademisyenler, öğrenciler, araştırmacılar ve endüstri profesyonelleri bulunmaktadır, bu da dinamik ve etkileşimli bir ortam oluşturur. Katılımcılar, tartışmalara aktif olarak katılma, alanlarında diğerleriyle bağlantı kurma, en son araştırmaları ve keşifleri öğrenme ve süregelen zorluklara çözüm arama fırsatına sahip olacaklar. Ayrıca, konferans, teorik çalışmalar ile pratik uygulamalar arasındaki[...]
    Eyl
    29
    Paz
    2024
    all-day 3. Uluslararası Nükleer Teori Ça... @ Mirage park otel
    3. Uluslararası Nükleer Teori Ça... @ Mirage park otel
    Eyl 29 – Eki 5 all-day
    3. Uluslararası Nükleer Teori Çalıştayı @ Mirage park otel | Antalya | Türkiye
    3. Uluslararası Nükleer Teori Çalıştayı “Göreceli İyon Çarpışmalarında Çekirdek ve Hiperçekirdekler”  29. Eylül (varış günü) ile 5. Ekim (ayrış günü) 2024 (6 gece) tarihleri ​​arasında Antalya, Türkiye’de gerçekleştirilecektir. INTW-2024’ün amacı, nükleer fizik ve ilgili alanlardaki araştırmacılar arasında yeni bilimsel gelişmeler ve fizik sınırlarının damlama hatları hakkında tartışmalar ve işbirlikleri için uluslararası bir forum sağlamaktır. FAIR tesisinde özellikle Nükleer Astrofizik programı ile HADES ve CBM fiziği konularıyla ilgili faaliyetlerin odağında bu sorular yer alıyor. Nükleer fizikteki teorik ve deneysel gelişmeler, çekirdek/hiperçekirdeklerin üretimi, yapısı, bozunması ve oluşumu, laboratuvarlarda ve evrende nükleer parçalanma süreçleri, nükleer astrofizik, nükleer fiziğin uygulamalarına odaklanılacaktır. INTW-2024, Selçuk Üniversitesi, JW Goethe Üniversitesi ve Hesse Helmholtz Araştırma Akademisi FAIR (HFHF) tarafından ortaklaşa düzenleniyor. Goethe Üniversitesi, HFHF ve Selçuk Üniversitesi’nin (124N001) mali[...]
    TWİTTER

    Benzer Yazılar

    • Kuantum Bilgisayarları: Geleceğin Teknolojisi

      Teknoloji dünyasında büyük bir devrimin eşiğindeyiz: kuantum bilgisayarları. Geleneksel bilgisayarlarımızın sınırlarını zorlayan bu yeni teknoloji, hesaplama gücü ve problem çözme yetenekleriyle bilim dünyasını heyecanlandırıyor. Peki, kuantum bilgisayarları nedir ve...
    • Niels Bohr

      Niels Bohr Kopenhag, Danimarka'da doğmuş ve eğitimini almıştır. Hayatı boyunca Kopenhag'da yaşamış, çalışmış ve orada vefat etmiştir. Ancak bilim ve tarih üzerindeki etkisi dünya çapındaydı. Profesyonel çalışmaları ve kişisel...
    • Higgs bozonunu öneren fizikçi Peter Higgs, 94 yaşında öldü

      Parçacığın evreni bir arada tutmaya nasıl yardımcı olduğunu gösteren Nobel ödüllü fizikçi, Edinburgh’daki evinde öldü. Higgs bozonu olarak bilinen yeni bir parçacığı öneren Nobel ödüllü fizikçi Peter Higgs hayatını kaybetti. 1964...
    • Renk Nedir?

      İçerik Reseptörler HSL renk düzeni Ana Kavramlar: Görme bağlamında renk, ışığın farklı dalga boylarının algılanmasıdır. İnsan görme sistemi, yaklaşık 400 nanometre ile 700 nanometre arasındaki ışığın dalga boylarını algılayabilmektedir....