Temel kuvvetler

Vikipedi, özgür ansiklopedi

Git ve: kullan, ara

Fizikte Temel kuvvet veya Temel etkileşim parçacıkların birbirleri ile etkileşimlerinin işleyiş biçimidir.

Konu başlıkları

[değiştir] Genel Açıklama

Standard Model Temel Parçacıkları

Temel etkileşimlerin kavramsal modelinde madde yükler ve 1/2 (yerleşik açısal momentum ±ℏ/2, burada h/2π indirgenmiş Plank sabitidir} spin özellikleri taşıyan fermiyonlardan oluşmuştur. Bozonlar takas ederek birbirlerini çeker veya iterler.

Herhangi bir madde parçacığı arasındaki etkileşim şu şekilde moddelenebilir.

iki fermiyon girer \rightarrow bozon değişiminden dolayı etkileşim\rightarrow iki değişmiş fermiyon çıkar.

Bozon değişimleri fermiyonlar arasında her koşulda enerji ve momentum taşır. Böylece fermiyonların uçuş yönleri ve bağıl hızları değişir. Fermiyonlar arasında yük de taşıyabilir ki bu fermiyonların yüklerini yani karakterlerini değiştirebilir (yani bozonlarla etkileşim fermiyonun cinsini değiştirebilir). Bozonlar bir birimlik açısal momentum taşıdıklarından böyle bir değişim sırasında fermiyonun spini (dönüş yönü) (indirgenmiş Planck sabiti biriminde) +1/2'den -1/2'ye (veya tam tersine) dönüşebilir.

Fermiyonlar bu etkileşim sebebiyle birbirlerini çekip itebildiklerinden, bu etkileşimlere bazen "kuvvet" denir.

Modern fiziğin çabası görülen tüm fiziksel olguları bu etkileşimler yardımıyla açıklamaktır. Dahası, farklı temel etkileşimlerin sayısı giderek indirgenmeye çalışılmaktadır. Elektromanyetik etkileşim ve Zayıf etkileşimin birleştirilip Elektrozayıf etkileşim şeklinde tanımlanması bu çabaya bir örnek teşkil etmektedir. Tanıtıcı bir açıklama için, dört temel etkileşim (kuvvet): kütle çekim, elektromanyetizma, zayıf etkileşim, ve kuvvetli etkileşim olarak sıralanabilir. Kuvvetleri ve davranışları tabloda açıklandığı gibi çokça değişkendir. Tabloda verilen hem büyüklük ("bağıl kuvvet") hem de "erim" sadece karmaşık bir fikir çerçevesinde anlamlandırılabilir.

Unutulmamalıdır aşağıdaki tabloda hala modern fiziğin araştırma konusu olan kuramsal bir modelin özellikleri listelenmiştir.

Etkileşim Güncel Kuram Taşıyıcı Parçacık Nispi gücü[1] Uzun-mesafe davranışı Erim(m)
Güçlü Kuantum renkdinamiği kuramı
(QCD)		 Gluon 1038 1
(tartışmaya bakınız)		 10-15
Elektromanyetik Kuantum elektrodinamik
(QED)		 Foton 1036 \frac{1}{r^2} sonsuz
Zayıf Elektrozayıf Kuramı W ve Z bozonları 1025 \frac{e^{-m_{W,Z}r}}{r} 10-18
Kütle çekim kuvveti Genel Görelilik
(GR)		 Graviton (Henüz keşfedilemedi) 1 \frac{1}{r^2} sonsuz

[değiştir] Kütle çekim kuvveti

Ana madde: Kütle çekim kuvveti

Kütle çekim kuvveti diğer temel kuvvetlere göre oldukça zayıf etkileşim göstermektedir, ancak uzun mesafelerde kütle çekimin kuvveti diğerlerine oranla ön plana çıkar. Bunun üç nedeni vardır. Birincisi kütle çekimin menzili elektromanyetik kuvvet gibi sınırsızdır. İkincisi, tüm kütleler pozitiftir bu nedenle kütle çekimin etkileşimi elektromanyetizmadaki gibi elenmez. Son olarak, kütle çekim kuvveti emilemez ve dönüştürülemez, yani kalıcıdır. Yani gezegenler, yıldızlar ve galaksiler gibi büyük gökcisimleri kütle çekim kuvvetini baskın olarak hissederler. Karşılaştırılacak olursa örneğin bu cisimlerin toplam elektrik yükleri sıfırdır. Çünkü yükün yarısı pozitif diğer yarısı negatiftir. Ek olarak, diğer etkileşimlerden farklı olarak, kütle çekim evrensel olarak tüm maddeye etki eder. Kütle çekimsel "yükü" olmayan hiçbir cisim yoktur.

)))

[değiştir] Elektromanyetik kuvvet

Ana madde: Elektromanyetik kuvvet

Electromanyetizma elektrik yüklü parçacıklar arasında oluşan kuvvettir. Bu olgu yükler dengede iken rol oynayan elektrostatik kuvveti ve yükler birbirlerine göre hareket ederken işleyen elektrik ve manyetik kuvvetlerin bileşkelerini içerir.

Elektromanyetizma da sonsuz erimli bir kuvvettir ancak kütle çekimden çok daha kuvvetlidir bu yüzden , cisimlerin delinmezliğinden, lazer ve radyolara, atom ve metallerin yapısına, ve sürtünme ve gökkuşağı na kadar güncel hayatımızdaki pek çok olguyu açıklar.

Electrik ve manyetizma antik çağdan beri gözlenmekteydi, ancak bilimadamlarının her ikisinin bir temel etkileşimin görünümleri olduğunu keşfetmeleri ancak 1800lerde olabildi. 1864 e gelindiğinde Maxwell denklemleri olguyu özenle nicelemiş ve birleştirmişti. 1905'te Einstein Özel görelilik kuramı ile ışık hızının sabitliği konusunu çözmüş, Fotoelektrik etkiyi ışığın bugün foton dediğimiz parçacık üzerinden nicel iletildiğini kuramlaştırarak açıklamıştı. 1927'de Paul Dirac ile başlayan kuantum mekaniği ve elektromanyetizmanın göreceliğe dayalı kuramını birleştirerek kuantum elektrodinamik kuramını oluşturma süreci Richard Feynman, Freeman Dyson, Julian Schwinger, ve Sin-Itiro Tomonaga tarafından 1940'ta tamamlandı.

[değiştir] Güçlü çekirdek kuvveti

Ana madde: Güçlü çekirdek kuvveti

Güçlü etkileşim veya güçlü çekirdek kuvveti farklı uzaklıklarda değişken değerlik alması nedeniyle en karmaşık kuvvetir. 10 femtometreden daha fazla uzaklıklarda pratik olarak gözlenemez, 20. yüzyılın başlarına kadar fark edilememesinin nedeni budur.

Çekirdeğin keşfinden sonra pozitif protonları çekirdekten fırlamaktan alıkoyacak yeni bir kuvvete ihtiyaç olduğu açıktı. Kuvvet elektromanyetizmadan çok daha güçlü olmalıydı böylece protonlar bu kadar (Atom hacminin 10-15) sıkışık bir arada iken dengeli sistemlerin kurulması açıklanabilirdi. Hideki Yukawa kuvvetin kısa erimi nedeniyle devasa (yaklaşık 100 MeV) bir parçacıkla ilintili olduğunu öngördü. Pion 1947'de keşfedildiğinde parçacık fiziğinde modern çağı başlattı .

[değiştir] Zayıf çekirdek kuvveti

Ana madde: Zayıf çekirdek kuvveti

Zayıf etkileşim veya zayıf çekirdek kuvvetı Beta ışıması gibi atom çekirdeği çapında bazı olgulardan sorumludur. Elektromanyetizma ve zayıf kuvvet kuramsal olarak birleşik bir kuramın, elektrozayıf etkileşimin iki bölümü olarak anlaşılmaktadır. Bu anlamlandırma birleşik kuram Standart Modele giden ilk adımdır. Elektrozayıf kuramda, kuvveti taşıyanlar büyük W ve Z bozonları olarak isimlendirilen Gauge bozonlardır. Zayıf etkileşim eşitliğin korunmadığı tek etkileşimdir sağ-sol asimetriktir. CP simetrisini bile ihlal etmektedir. Ancak, CPTsimetrisini korumaktadır.

[değiştir] Ayrıca bakınız

[değiştir] Kaynakça

  • Feynman, Richard P. (1967). The Character of Physical Law. MIT Press. ISBN 0-262-56003-8
  • Weinberg, Steven. (1993). The First Three Minutes: A Modern View of the Origin of the Universe. Basic Books. ISBN 0-465-02437-8
  • Weinberg, S. (1994). Dreams of a Final Theory. Vintage Books USA. ISBN 0-679-74408-8
  • Padmanabhan, T. (1998). After The First Three Minutes: The Story of Our Universe. Cambridge University Press. ISBN 0-521-62972-1
  • Perkins, Donald H. (2000). Introduction to High Energy Physics. Cambridge University Press. ISBN 0-521-62196-8
  1. ^ Yaklaşık. Kesin kuvvet ilgili parçacık ve enerjilere bağlıdır.
g • t • d
Fiziğin dört Temel Etkileşimi

hepsinden daha da önemli olan temel kuvvet hareketten oluşan temel parçacıkların sağladığı ama henğz hiçbir fizikçi tarafından keşfedilemeyen bir kuvvetdir insanlık yakında bunu keşfedecektir

"http://tr.wikipedia.org/wiki/Temel_kuvvetler" adresinden alındı.