Zayıf Kuvvet Nedir ?

 Zayıf kuvvet dört temel kuvvetten biridir (Diğerleri yerçekimi kuvveti, elektromanyetik kuvvet ve güçlü kuvvettir). Diğer kuvvetler her şeyi bir arada tutmaya çalışırken , zayıf kuvvet parçacıkların birbirinden kopmasından veya...

 Zayıf kuvvet dört temel kuvvetten biridir (Diğerleri yerçekimi kuvveti, elektromanyetik kuvvet ve güçlü kuvvettir). Diğer kuvvetler her şeyi bir arada tutmaya çalışırken , zayıf kuvvet parçacıkların birbirinden kopmasından veya ışımasında daha önemli bir rol oynar.

Zayıf kuvvet veya zayıf etkileşim yerçekiminden daha güçlüdür , fakat sadece kısa mesafelerde etkilidir.  Zayıf kuvvet atom-altı seviyede işler ve elementlerin oluşması ile yıldızların enerjilerini elde etmesinde önemli rol oynar. Ayrıca, Thomas Jefferson Hızlandırıcı Laboratuvarında yapılan araştırmalara göre evrendeki doğal radyasyonun çoğunun oluşmasından sorumludur.

İtalyan fizikçi  Enrico Fermi 1933 yılında formüle ettiği teoride beta ışımasını açıkladı. Beta ışıması, çekirdekte bulunan bir nötronun bir protona dönüşmesini sağlar. Fermi bu ışımadan sorumlu olan ve zayıf kuvvet adı verilen etkileşmeyi  teorisinde açıklamıştır. Zayıf  kuvvet  bir nötronun bir proton , bir elektron ve bir anti nötrinoya dönüşmesini sağlar.

Fermi başlangıçta bu kuvvetin illemesi için iki parçacığın birbirine temas etmesi gerektiğini ortaya koydu. O zamandan beri zayıf kuvvet çok kısa mesafelerde işleyen çekici bir kuvvet olarak biliniyor.

Standart Model

 Zayıf kuvvet parçacık fiziğindeki en önemli teori olan ve maddenin temel yapısını bir seri şık denklemle açıklayan Standart Modelin bir parçasıdır. Standart Modele göre temel parçacıklar kendisinden daha küçük parçacıklara bölünemez ve evrenin temel yapı taşlarını oluştururlar.

Bu parçacıklardan birisi kuarktır. Bilim insanları henüz kuarktan daha küçük bir parçacık olduğuna dair bir ipucu elde edemediler, fakat araştırmaya devam ediyorlar.  Altı çeşit veya çeşni kuark vardır :  yukarı , aşağı, tuhaf, tılsım, alt ve üst . Kuarkların farklı kombinasyonları bir çok atom altı parçacığın oluşmasında rol oynar. Örnek vermek gerekirse, proton ve nötronun her birisi 3 kuarktan oluşur. İki yukarı ve  bir aşağı kuark protonu, bir yukarı iki aşağı kuark nötronu oluşturur.  Kuarklardan birinin çeşnisini değiştirmek bir protonu bir nötrona dönüştürebilir, dolayısıyla bir elementi başka bir elemente dönüştürür.

Başka çeşit bir temel parçacık ise bozonlardır.  Bu kuvvet taşıyıcı parçacıklar enerji demetlerinden oluşmuşlardır. Fotonlar ve gluonlar farklı çeşit bozonlardır. Her dört çeşit temel kuvvet kuvvet taşıyıcı parçacıkların değişimi ile oluşur. Graviton teorik olarak yerçekimi kuvvetini taşıyan parçacık olarak biliniyor, fakat henüz bulunabilmiş değil.

W ve Z Bozonları

Zayıf kuvvet W ve Z bozonları aracılığıyla taşınır. Bu parçacıklar Nobel ödüllü fizikçiler Steven Wenberg ,Sheldon Salam ve Abdus Glashow tarafından 1960’lı yıllarda tahmin edildiler ve 1983 ‘te CERN ‘de keşfedildiler.

W bozonları elektrik yüklüdürler ve yükleri üzerlerindeki işaret ile temsil edilir: W+(pozitif yüklü) ve W(Negatif yüklü). W bozonları parçacıkların çeşitlerini değiştirir.  Zayıf kuvvet elektrik yüklü bir W bozonu yayınlayarak  kuarkların çeşnilerini değiştirir ve bir protonun bir nötrona veya bir nötronun bir protona dönüşmesine neden olur. Bu nükleer füzyonu tetikleyen ve yıldızların yanmasına neden olan şeydir. Yanma sonucu daha ağır elementler oluşur ve süpernova patlamaları sonucunda uzaya fırlatılarak gezegenlerin  yapı taşlarını oluştururlar.

 Z bozonu nötr yüklüdür ve nötr bir zayıf kuvvet taşır.  Parçacıklarla etkileşmesini ölçmek çok zordur.  W ve Z bozanlarını bulan deneyler ,bilim insanlarını 1960’lı yıllarda  elektromanyetik kuvvet ve zayıf kuvveti elektro- zayıf kuvvet adı altında birleştiren bir birleşmiş teoriye yöneltti. Fakat bu teori kuvvet taşıyan parçacıkların kütlesiz olmasını zorunlu tutuyordu ve bilim insanları W bozonlarının kısa mesafeli etkileşmesinden dolayı  ağır olması gerektiğini biliyorlardı.  Bilim insanları bu çelişkiden Higgs mekanizması altında , Higgs parçacığını tanıtarak kurtuldular. 2012 yılında CERN’de bu parçacığın bulunduğu duyuruldu.

Beta Işıması

Bir nötronun bir protona veya bir protonun bir nötrona dönüştüğü sürece  beta ışıması adı verilir. Beta ışıması çok sayıda proton ve nötrona sahip bir çekirdekte ,proton veya nötrondan birisi diğerine dönüştüğünde oluşur. Beta ışıması iki şekilde oluşur.  Beta–  ışımasında , bir nötron bir proton , bir elektron ve bir elektron nötrinoya dönüşür. Beta + ışımasında, bir proton bir nötron , bir pozitron ve nötrinoya dönüşür. Beta ışıması ile bir element diğer bir elemente dönüşür.

Elektron Yakalama

Bir proton bir nötrona elektron yakalama yada K yakalama adı verilen süreçle de dönüşebilir. Bir çekirdek proton sayısı nötron sayısından çok fazla olduğu zaman, yörüngede bulunan elektronlardan birisi çekirdeğin içerisine  düşer. Bu süreç sonunda çekirdeğin atom numarası bir azalır. Fakat proton ve nötronların toplam sayısı değişmez.

 Nükleer Füzyon

Zayıf kuvvet, Güneş’e enerji veren  füzyonda önemli bir rol oynar. Nükleer füzyonda ilk adım iki protonu yeterli bir enerji ile birbirine çarpıştırarak,  aralarında ki elektromanyetik kuvvetten kaynaklanan itici kuvveti yenmektir. Eğer parçacıklar yeteri kadar birbirlerine yaklaşabilirlerse güçlü kuvvet onları bir arada tutabilir. Bu kararlı olan ve iki proton ve iki nötronu olan helyum çekirdeğine kıyasla ,   kararlı olmayan 2 protondan oluşan bir helyum çekirdeği oluşturur.

Bir sonraki adımda ise zayıf kuvvet işe dahil olur. Protonlardan birisinin beta ışıması sonucu nötrona dönüşür ve başka bir protonun daha eklenmesiyle,  He3 çekirdeği oluşur. Son olarak başka bir proton eklenerek kararlı He-4 çekirdeği oluşur.

Kaynak : http://www.livescience.com/49254-weak-force.html

Kategori
BÜLTENFizikParçacık Fiziği

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 aynı üniversitede proton yarıçapı deneyi üzerine post-doktora yapmaktadır. Atac ayrıca Fizik Akademisi’nin kurucusudur.
Henüz Yorum Yok

Cevap Yaz

*

*

ETKİNLİKLER

There are no upcoming events.

TWİTTER


ÜYE OL

Sitemize Üye olarak yeni yazılarımızı emailinize günlük alabilirsiniz

Kayıt olduğunuz için teşekkür ederiz

Bir şeyler yanlış gitti

Benzer Yazılar

  • Kara Cisim Işıması

    Bütün nesneler mutlak sıfır sıcaklığının (0 K, -273.15 °C) üzerinde elektromanyetik radyasyon formunda enerji yayınlar. Bir “kara cisim” üzerine düşen tüm radyasyonu soğuran, hiçbir şekilde yansımanın ya da iletimin...
  • Temel Araştırmalar Geleceği Nasıl Şekillendiriyor

    Bilim insanları 2016’da kütle-çekimi dalgalarının keşfini duyurduklarında , bütün dünyada yankı uyandırdı. Bu uzay-zamanda göze görünmeyen dalgaların var olduğunu sonunda onaylamıştı. Bu durum temel araştırma yapan bilim insanları için...
  • Fincandaki Fırtına – Gündelik Hayattan Fizik Dersleri

    Evren akıl almaz gizemlerle dolu. Peki bu sır perdesini aralamak için ekmek kızartıcınızın içine bakmak aklınıza gelmiş miydi? Fincandaki Fırtına gündelik hayatlarımızda karşımıza çıkan ufak tefek şeyleri, içinde yaşadığımız...
  • ANTOINE HENRI BECQUEREL

      Antoine Henri Becquerel, 15 Aralık 1852 tarihinde Paris, Fransa’da dünyaya geldi. Akademisyen ve bilim insanlarından oluşan bir aileden geliyordu. Babası Alexander Edmond Becquerel, radyasyon ve fosforesans üzerine uzmandı....