Jump to content

Kuantum Alan Kuramı


Recommended Posts

 

KUANTUM ALAN KURAMI (Quantum Field Theory)

 

1930’lu ve 40’lı yıllarda, aralarında Schrödinger, Dirak, Pauli, Dyson ve Feynmen’in de olduğu kuramsal fizikçiler, kuantum mekaniğini anlamaya yönelik matematiksel formüller oluşturmaya çalismislardir. Schrödinger’in kuantum dalga çözümü buna en yakın olanıdır. Yine de sonuç takribi olmuştur. Bu çözüm kuantum mekaniğinin çilgin atomaltı dünyasını anlamada ve ifade etmede yetersiz kalmıştır. Çünkü Schrödinger, Einstein’in özel görelik kuramını hazırladığı matematik formüllerine eklememiştir. Daha doğrusu madde ile enerji arasında e=mc2 olarak ifade edilen ünlü ilişkiyi formüllerine dahil etmemiştir. Onsuz formüllerle uğraşan fizikçiler bir süre sonra özel görelik kuramı olmadan kuantum mekaniği ile ilgili matematiksel hesapların güvenilir olamayacağını anlamışlardır.

Enerji kendini çok çesitli şekillerde belirtmektedir. E=MC2 ihmal edilememektedir. Schrodinger’in yaklaşimı madde, enerji ve hareket arasındaki ilişkiyi dikkate almadan gerçekleştirilmiştir. Bu eksik ve yanlış bir çözüm yoludur.

Bunun üzerine fizikçiler, önce elektromanyetik kuvvetin madde ile olan ilişkisinin kuantum davranışına Einstein’in özel görelik kuramını da eklemişlerdir. Başka bir deyişle, madde ve elektromanyetik gücün kuantum fiziği muvacehesindeki ilişkisine, özel görelik kuramı ile ilgili hesaplar da dahil edilmiştir. Böylece kuantum elektro dinamik (QED) doğmuştur. QED, Kuantum alan kuramının bir örnegidir. Kuantum olmasının nedeni, her türlü olasalık ve kesinliksizliğin daha başindan formüle eklenmiş olmasıdır. Aynı zamanda alan kuramıdır. Çünkü kuantum ilkesi ile, daha önceden tanımlanmış olan güç alanı nosyonlarını, birlikte içermektedir. Kısaca eski ve kabul edilen özel görelik kuramı ile kuantum ilkelerini bünyesinde birlikte barındırmaktadır.  Bu nedenden dolayı aynı zamanda görelidir.

Kuantum elektrodinamiği, doğal bir fenomenin o zamana kadar başarılmış en kesin kuramı olarak bilinir. QED sayesinde fizikçiler fotonların en küçük ışık birimi olduğunu kesin olarak kanıtlamışlar ve onları elektrik yüklü parçacıklar, örnegin elektronlarla nasıl bir ilişki oluşturduklarını matematiksel olarak mükemmel bir şekilde ifade edebilmişlerdir. 

Fizikçiler daha sonra kuantum elektrodinamiğini, kuvvetli ve zayıf nükleer güçlere de uygulamışlar ve kuantum kromodinamik (QCD)  ve daha sonra kuantum zayıfelektro (electroweak) kuramlarını geliştirmişlerdir.

 

Bütün bu çalismaların sonunda ulaşilan aşama nedir?

Sheldon Glashow, Abdus Salam ve Steven Weinberg, çok farklı nitelikler içermelerine rağmen, zayıf nükleer kuvvetle, elektromanyetik kuvvetlerin, yüksek sıcaklıklarda birleşebileceklerini kuramsal olarak göstermişlerdir. Bu buluşlarından dolayı Nobel ödülüne layık görülen bu fizikçiler, Big Bang’in ilk anlarında bu kuvvetlerin birleşmiş durumda olduğunu matematiksel olarak ifade etmişler ve ona elektroweak güç adını vermişlerdir. Kuramsal olarak ısıyı biraz daha artırınca bu kuvvetlere güçlü  nükleer kuvvet de katılmaktadır. Ancak kuramsal olarak ısı ne kadar artarsa artsın, çekim kuvveti onlara eşlik etmekte direnmektedir.

Birleşen kuvvetler etkilerini spesifik atomaltı parçacıklar aracılığı ile gerçekleştirmektedirler. Elektromanyetik kuvvet fotonlar, güçlü nüklee kuvvet gluonlar ve zayıf nükleer kuvvet ise  W ve Z bozonları aracılığı ile etkilerini göstermektedirler.

Elektrikle yüklü parçacıkların, örnegin elektronların, birbirlerini ittiğini biliyoruz. Elektronların çevresinde bir güç alanı vardır. Bu alan fotonlardan oluşan bir bulut şeklinde düşünülebiilir. Bu alan diğer elektronların buraya girmelerine izin vermez. Benzer yüklü elektronlar birbirlerini iterler. Elektronların birbirleri ile olan tepkileşmelerinin çok ilginç bir mekanizması vardır. Elektronlar birbirleri ile etraflarında yer alan ve fotonlardan oluşan bu güç alanları aracılığ ile tanırlar. Elektronlar birbirlerini bu fotonlar aracılığı ile iterler. Elektronlardan biri diğerine bir foton yollar ve foton ayrılırken geri tepmeden dolayı biraz yavaşlayıp hareket yönünü biraz değiştirir. Fotonu alan diğer elektron ise, enerji kazandığı için hızlanır.. İki elektron birbirlerini bu şekilde bir mekanizma ile iterler.

Elektronlar ve protonlar birbirlerini çekerler. Burada da elektronların ve protonların etrafındaki fotonların rolü olduğu sanılmaktadır.

Güçlü nükleer kuvvet quarkları, proton ve nötronların içinde bir arada tutan bir kuvvettir ve etkisini gluonlar aracılığı ile gerçekleştirir. Yani gluonlar arada mesaj ileten parçacıklardır. Zayıf nükleer kuvvet için W ve Z bozonları mesaj ileten zerrelerdir.

Çekim kuvvetini diğer kuvvetlerle birleştirmek mümkün olmadığı için kuantum çekim alan kuramı yoktur.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Link to post
Sitelerde Paylaş
 

 

KUANTUM ALAN KURAMI (Quantum Field Theory)

 

 

 

 

 

1930’lu ve 40’lı yıllarda, aralarında Schrödinger, Dirak, Pauli, Dyson ve Feynmen’in de olduğu kuramsal fizikçiler, kuantum mekaniğini anlamaya yönelik matematiksel formüller oluşturmaya çalismislardir. Schrödinger’in kuantum dalga çözümü buna en yakın olanıdır. Yine de sonuç takribi olmuştur. Bu çözüm kuantum mekaniğinin çilgin atomaltı dünyasını anlamada ve ifade etmede yetersiz kalmıştır. Çünkü Schrödinger, Einstein’in özel görelik kuramını hazırladığı matematik formüllerine eklememiştir. Daha doğrusu madde ile enerji arasında e=mc2 olarak ifade edilen ünlü ilişkiyi formüllerine dahil etmemiştir. Onsuz formüllerle uğraşan fizikçiler bir süre sonra özel görelik kuramı olmadan kuantum mekaniği ile ilgili matematiksel hesapların güvenilir olamayacağını anlamışlardır.

 

Enerji kendini çok çesitli şekillerde belirtmektedir. E=MC2 ihmal edilememektedir. Schrodinger’in yaklaşimı madde, enerji ve hareket arasındaki ilişkiyi dikkate almadan gerçekleştirilmiştir. Bu eksik ve yanlış bir çözüm yoludur.

Bunun üzerine fizikçiler, önce elektromanyetik kuvvetin madde ile olan ilişkisinin kuantum davranışına Einstein’in özel görelik kuramını da eklemişlerdir. Başka bir deyişle, madde ve elektromanyetik gücün kuantum fiziği muvacehesindeki ilişkisine, özel görelik kuramı ile ilgili hesaplar da dahil edilmiştir. Böylece kuantum elektro dinamik (QED) doğmuştur. QED, Kuantum alan kuramının bir örnegidir. Kuantum olmasının nedeni, her türlü olasalık ve kesinliksizliğin daha başindan formüle eklenmiş olmasıdır. Aynı zamanda alan kuramıdır. Çünkü kuantum ilkesi ile, daha önceden tanımlanmış olan güç alanı nosyonlarını, birlikte içermektedir. Kısaca eski ve kabul edilen özel görelik kuramı ile kuantum ilkelerini bünyesinde birlikte barındırmaktadır.  Bu nedenden dolayı aynı zamanda görelidir.

 

 

Kuantum elektrodinamiği, doğal bir fenomenin o zamana kadar başarılmış en kesin kuramı olarak bilinir. QED sayesinde fizikçiler fotonların en küçük ışık birimi olduğunu kesin olarak kanıtlamışlar ve onları elektrik yüklü parçacıklar, örnegin elektronlarla nasıl bir ilişki oluşturduklarını matematiksel olarak mükemmel bir şekilde ifade edebilmişlerdir. 

Fizikçiler daha sonra kuantum elektrodinamiğini, kuvvetli ve zayıf nükleer güçlere de uygulamışlar ve kuantum kromodinamik (QCD)  ve daha sonra kuantum zayıfelektro (electroweak) kuramlarını geliştirmişlerdir.

 

 

 

 

Bütün bu çalismaların sonunda ulaşilan aşama nedir?

 

Sheldon Glashow, Abdus Salam ve Steven Weinberg, çok farklı nitelikler içermelerine rağmen, zayıf nükleer kuvvetle, elektromanyetik kuvvetlerin, yüksek sıcaklıklarda birleşebileceklerini kuramsal olarak göstermişlerdir. Bu buluşlarından dolayı Nobel ödülüne layık görülen bu fizikçiler, Big Bang’in ilk anlarında bu kuvvetlerin birleşmiş durumda olduğunu matematiksel olarak ifade etmişler ve ona elektroweak güç adını vermişlerdir. Kuramsal olarak ısıyı biraz daha artırınca bu kuvvetlere güçlü  nükleer kuvvet de katılmaktadır. Ancak kuramsal olarak ısı ne kadar artarsa artsın, çekim kuvveti onlara eşlik etmekte direnmektedir.

 

 

Birleşen kuvvetler etkilerini spesifik atomaltı parçacıklar aracılığı ile gerçekleştirmektedirler. Elektromanyetik kuvvet fotonlar, güçlü nüklee kuvvet gluonlar ve zayıf nükleer kuvvet ise  W ve Z bozonları aracılığı ile etkilerini göstermektedirler.

 

 

Elektrikle yüklü parçacıkların, örnegin elektronların, birbirlerini ittiğini biliyoruz. Elektronların çevresinde bir güç alanı vardır. Bu alan fotonlardan oluşan bir bulut şeklinde düşünülebiilir. Bu alan diğer elektronların buraya girmelerine izin vermez. Benzer yüklü elektronlar birbirlerini iterler. Elektronların birbirleri ile olan tepkileşmelerinin çok ilginç bir mekanizması vardır. Elektronlar birbirleri ile etraflarında yer alan ve fotonlardan oluşan bu güç alanları aracılığ ile tanırlar. Elektronlar birbirlerini bu fotonlar aracılığı ile iterler. Elektronlardan biri diğerine bir foton yollar ve foton ayrılırken geri tepmeden dolayı biraz yavaşlayıp hareket yönünü biraz değiştirir. Fotonu alan diğer elektron ise, enerji kazandığı için hızlanır.. İki elektron birbirlerini bu şekilde bir mekanizma ile iterler.

 

 

Elektronlar ve protonlar birbirlerini çekerler. Burada da elektronların ve protonların etrafındaki fotonların rolü olduğu sanılmaktadır.

 

 

Güçlü nükleer kuvvet quarkları, proton ve nötronların içinde bir arada tutan bir kuvvettir ve etkisini gluonlar aracılığı ile gerçekleştirir. Yani gluonlar arada mesaj ileten parçacıklardır. Zayıf nükleer kuvvet için W ve Z bozonları mesaj ileten zerrelerdir.

 

 

Çekim kuvvetini diğer kuvvetlerle birleştirmek mümkün olmadığı için kuantum çekim alan kuramı yoktur.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Graviton icin de formuller atacagim 

tarihinde Manifold tarafından düzenlendi
Link to post
Sitelerde Paylaş
  • Konuyu Görüntüleyenler   0 kullanıcı

    Sayfayı görüntüleyen kayıtlı kullanıcı bulunmuyor.

×
×
  • Yeni Oluştur...