Süpersimetri: Parçacıklar Arasında Olası Bir Hayalet Bağlantı

0

Süpersimetri nedir? Parçack fizikçilerinin Süpersimetri teorisi neyi iddia eder, bu konudaki araştırmalar ve gelinen nokta nedir?

Süpersimetri

Temel bilimi inceleyen herkes atomu bilir: maddenin bildiğimiz temel yapı taşı. Hepimiz, gezegenimiz, güneş sistemi, yıldızlar ve galaksilerle birlikte atomlardan oluşuruz. Ancak, atomların kendileri “atomaltı parçacıklar” adı verilen çok daha küçük birimlerden (elektronlar, protonlar ve nötronlar) inşa edilir. Bu ve diğer atom altı parçacıkların çalışmasına, madde ve radyasyonu oluşturan bu parçacıkların doğası ve aralarındaki etkileşimlere “parçacık fiziği” denir.

Parçacık fiziği araştırmalarındaki en son konulardan biri, sicim teorisi gibi, hala iyi anlaşılmamış bazı fenomenleri açıklamak için parçacıkların yerine tek boyutlu dizelerin modellerini kullanan “süpersimetri” dir. Teori, evrenin başlangıcında, ilkel parçacıkların oluştuğu an ile aynı anda eşit sayıda “süper parçacıklar”ın da yaratıldığını söylüyor. Bu fikir henüz kanıtlanmamış olsa da, fizikçiler bu süper parçacıkları aramak için Büyük Hadron Çarpıştırıcısı gibi aletleri kullanıyorlar. Eğer mevcutlarsa, kozmostaki bilinen parçacıkların sayısını en az iki katına çıkarırdı. Süpersimetriyi anlamak için, evrende bilinen ve anlaşılan parçacıklara bir göz atmak en iyisidir.

Atomaltı Parçacıkların Bölünmesi

Atomaltı parçacıklar, maddenin en küçük birimleri değildir. Bunlar, fizikçiler tarafından kuantum alanların uyarılması olarak kabul edilen temel parçacıklar adı verilen daha küçük bölümlerden oluşurlar. Fizikte alanlar, her alanın veya noktanın yerçekimi veya elektromanyetizma gibi bir kuvvetten etkilendiği bölgelerdir. “Kuantum”, diğer varlıklarla etkileşime giren veya kuvvetlerden etkilenen herhangi bir fiziksel varlığın en küçük miktarını ifade eder. Bir atomdaki bir elektronun enerjisi nicelendirilir. Foton adı verilen hafif bir parçacık, tek bir kuantum ışıktır. Kuantum mekaniği veya kuantum fiziği alanı bu birimlerin ve fiziksel yasaların onları nasıl etkilediğinin incelenmesidir.

Parçacıklar ve Teoriler

Atom altı parçacıklar dahil olmak üzere bilinen tüm parçacıklar ve bunların etkileşimleri, Standart Model adı verilen bir teori ile açıklanmaktadır. Kompozit parçacıklar oluşturmak için birleştirilebilen 61 temel parçacığa sahiptir. Henüz doğanın tam bir tanımı değildir, ancak parçacık fizikçilerinin, özellikle erken evrendeki maddenin nasıl oluştuğuna dair bazı temel kuralları anlamaya çalışması için yeterli olur.

Standart Model, evrendeki dört temel kuvvetten üçünü tanımlar: elektromanyetik kuvvet (elektrik yüklü parçacıklar arasındaki etkileşimlerle ilgilenir), zayıf kuvvet (radyoaktif bozunma ile sonuçlanan atomaltı parçacıklar arasındaki etkileşimle ilgilenir) ve güçlü kuvvet (parçacıkları kısa mesafelerde bir arada tutan). Yerçekimi kuvvetini açıklamaz. Yukarıda belirtildiği gibi, şimdiye kadar bilinen 61 parçacığı da tarif eder.

Parçacıklar, Kuvvetler ve Süpersimetri

En küçük parçacıkların ve onları etkileyen ve yöneten güçlerin incelenmesi fizikçileri süpersimetri fikrine yönlendirdi. Evrendeki tüm parçacıkların iki gruba ayrıldığını iddia eder: bozonlar (mastar bozonları ve bir skaler bozonu olarak alt sınıfa ayrılır) ve fermiyonlar (kuarklar ve antikonlar, leptonlar ve anti-leptonlar ve bunların çeşitli “kuşakları olarak alt sınıfa ayrılır) Hadronlar çoklu kuarkların kompozitleridir. Süpersimetri teorisi, tüm bu parçacık türleri ve alt tipleri arasında bir bağlantı olduğunu öne sürmektedir, örneğin, süpersimetri, her bozon için veya her elektron için bir fermiyonun var olması gerektiğini söyler. “Selectron” adında bir süper partnerin olduğunu ve bunun tersinin de olduğunu gösterir. Bu süperpartörler bir şekilde birbirine bağlıdır.

Süpersimetri zarif bir teoridir ve eğer doğru olduğu kanıtlanırsa, fizikçilere Standart Model içindeki maddenin yapı taşlarını ve yerçekimini tam olarak açıklamalarına yardımcı olacak iyi ilerleme sağlar. Bununla birlikte, şimdiye kadar, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı kullanılarak yapılan deneylerde süper partikül partikülleri tespit edilmemiştir. Bu, var olmadıkları anlamına gelmez, ancak henüz tespit edilmedikleri anlamına gelir. Ayrıca parçacık fizikçilerinin çok temel bir atomaltı parçacığın kütlesini tespit etmelerine yardımcı olabilir: Higgs bozonu (Higgs Alanı adı verilen bir şeyin tezahürüdür). Bu, tüm maddeye kütlesini veren parçacıktır, bu yüzden iyice anlamak önemlidir.

Süpersimetri Neden Önemli?

Süpersimetri kavramı, son derece karmaşık olsa da, evreni oluşturan temel parçacıkların daha derinlerine inmenin bir yoludur. Parçacık fizikçileri atom altı dünyasında çok temel madde birimlerini bulduklarını düşünürken, yine de bunları tam olarak anlamaları için aşacakları yol uzundur. Bu nedenle, atom altı parçacıkların doğası ve olası üst partikülleri hakkındaki araştırmalar devam edecektir.

Süpersimetri, fizikçilerin karanlık maddenin doğasını sıfırlamasına da yardımcı olabilir. Düzenli madde üzerindeki yerçekimi etkisi ile dolaylı olarak tespit edilebilen (şimdiye kadar) görülmemiş bir madde şeklidir. Süpersimetri araştırmaları karanlık maddenin doğası hakkında bir ışık tutabilir.


Bir Yorum Yazmak İster misiniz?