| Aynikuantum alanın kuantumlariolan iki özdeş parçacığın ayırt edilmesi mümkün değildir. Çünkü Heisenberg’in belirsizlik ilkesine göre, bu özdeş iki parçacığın uzaydaki yerlerini bir ölçüde bulanık hale getirir ve ikisi birbirine biraz yaklaşıp sonra ayrılırlarsa hangisinin hangisi olduğuna karar verebilmek ilkesel olarak imkânsızlaşır. Bu yüzden de kütle,spin,elektrik yükü,momentum gibi tüm ölçülebilecek özellikleri ayniolan iki özdeş fermion, aynikuantum durumunda bulunamazlar (bunlar fermi-dirac istatistiğine uyarlar). Bu yüzden bir atomun aynienerji durumunda, biri yukaridiğeri aşağispinli, sadece iki elektron bulunur ve bu durum diğerlerini de başka bir enerji durumunda (yani yörüngede) bulundurmak zorunda bırakır. Yine bu kavram,iki farkliatomda farklielektron sayısının bulunmasi, atomlarifarklikimyasal özelliklere sahip kılarak evrende birbirine benzemeyen atomların var olmasınisağlar. Böylece iki atomu bir araya getirip bir molekül oluşturmak isteyince,yine pauli dışlama ilkesinden kaynaklanan bir karşılıkliitme etkisi yüzünden, iki atomu tam birbirinin içine sokmak mümkün olmamakta, bunun sonucu olarak da moleküller meydana gelmektedir. Her ne kadar elektronlar arasiitici elekktrostatik (diğer ismi elektromıknatıssal ) kuvvet burada bir rol oynasa da, kısa mesafelerde esas belirleyici olan itici etki “pauli dışlama” ilkesidir. Bozonlar ise bundan farkliolarak,iki bozon (ki bunlarda Bose-Einstein istatistiğine uyarlar.) uzayda aynikonuma, spine, momentuma…vb) özelliklere sahip olabilirler. Bu da bozonların sayısının sonsuz olarak çok büyük kuvvetleri doğurabilecekleri anlamına gelir. Fakat, kuvvet taşıyan parçacıkların (bozonların) kütlelerinin büyük olma durumunda ise, onlariyayınlayıp,çok uzak mesafeler boyunca değiş tokuşu zor olacağından menzilleri kısadır. Buna karşın, kütlesiz olanlar çok daha uzun mesafeli olurlar. Bunlardan kısa mesafeli olanlara,zayıf nükleer kuvvetle,şiddetli kuvveti taşıyan pi mezonlarıni,uzun mesafeler için ise, gravitasyonel ile elektromanyetik kuvveti verebiliriz.Bu dört kuvveti doğuran parçacıklar,dedektörler tarafından algılanamadıklariiçin gerçek parçacıklardan farkliolarak “sezilen, virtüel, sanal” tanecikler ismi verilmesine karşın varlıklari,yarattıklariölçülebilir etkilerden bilinmekte olup bazikoşullarda, karşımıza gerçek parçacıklar gibi çıkmaktadırlar. Bunu şöyle ifade edebiliriz;bir atomun elektronlarının yüklü çekirdek etrafındaki dönüşüne neden olan elektromanyetik çekim gücü, bu sezilen (1) dönmeli parçacıkların (fotonların) alış verişi biçiminde açığa çıkarken,bir elektronun bulunabileceği yörüngelerden birini terk edip,alt yörüngelere geçmesi durumunda foton yayımlayarak gerçek bir parçacık olarak karşımıza çıkar.
Şimdi de bu kuvvet taşıyan parçacıkların,elektron ya da quark gibi,maddi parçacıklar arasındaki etkileşimi nasıl gerçekleştirdiklerini görelim. Bir maddi parçacık olan fermion, kuvvet taşıyan bir parçacık (bozon) yayımlar ve bu yayımlamanın tepkisi, yayımlayan parçacığının hızınideğiştirir; daha sonra kuvvet taşıyan parçacık, başka maddi parçacıkla çarpışır ve bu parçacık onun tarafından soğurularak, bu maddi parçacığın hızınideğiştirir, sonuç olarak sanki iki maddi parçacığın aralarında bir kuvvet varmış gibi algılanmasınisağlar. Aslında iki cisim arasındaki parçacık alış verişinin,çekici ve itici kuvvetlere nasıl yol açabileceğini göstermenin hiçbir basit matematiksel yöntemi yoksa da,kaba bir benzetiş ile bu süreci sezgisel olarak, birbirlerine basket toplarıniatıp alan iki çocuğu göz önüne alarak açıklayabiliriz. Onlar toplaribirbirlerine attıklaritaktirde, her biri geriye doğru hareket edecek ve kendilerine atılan topu yakalamalariile beraber, arkaya doğru itilmeleri (momentumlari) artıp parçacık alış-verişine karşılık gelen itme kuvveti meydana gelecektir. İkisinin de birbirlerinin ellerinden toplarialmak istedikleri durumda ise, bu ikisi arasında etkiyen bir çekici kuvvete eşdeğer olacaktır (toplam kuvvet,çok sayıda foton değiş tokuşunun toplam makroskobik etkisi biçiminde açığa çıkar). Parçacıkların aynizamanda, dalgasal özellikleri dolayısıyla bakış açısiayribir noktaya taşınmıştır. Çünkü iki elektron arasındaki etkileşimi sağlayan fotonlar, aynizamanda birer elektromanyetik dalga olduklarive bu dalgalarda titreşen alanlardan meydana geldikleri için “kuantum alani” denilen yeni bir kavram ortaya konarak alanlarla,parçacıkların ayniolgunun iki farkligörünümü olduğu ortaya çıkmıştır. Böylece Einstein’ın yerçekimsel alan kuramiile kuantum alan kurami,parçacıkların kendilerini çevreleyen uzaydan ayridüşünülemeyeceği ve bu parçacıklar bir yandan uzayın yapısınibelirlerken ,öte yandan da,yalıtılmış varlıklar değil, uzayın her yerinde bulunan bir alanın bölgesel yoğunlaşmasi olarak ele alınmaktadır.Bu konuda Herman Weyl şunlarisöylemektedir “elektron benzeri maddesel bir parçacık, yalnızca elektriksel alanın küçük bir baskın noktasıdır. Bu baskın noktada,alan kuvveti çok yüksek değerlere ulaşarak bize, orada çok yüksek bir alan enerjisinin çok küçük bir uzay bölgesinde yoğunlaştığınigöstermektedir. Böyle bir enerji düğümü,çevresindeki alan bölgesiyle kesin bir sınıra sahip olmamakla beraber boş uzayda, göl yüzeyinin üstünde hareket eden bir su dalgasigibi ilerlemektedir.”
Dolayısıyla, her temel parçacık bir kuantum alanının kuantumudur. Yani fotonlar,elektromanyetik alanın,elektronlar bir elektron alanının, kuarklar bir kuark alanının …vb parçacıklar da kendi mertebeleri olan alanların kuantumlarıdır.Einstein bunu bir adım daha ileri götürerek; ”Bundan dolayimaddeyi alanın aşıriderecede yoğunlaştığiuzay bölgelerinden oluşan bir şey olarak algılayabiliriz. Söz konusu yeni fizik anlayışında , hem alana ve hem de maddeye ayriayriyer yoktur. Çünkü burada “ALAN” TEK gerçekliktir.” diyerek ömrünün son otuz yılınitüm alanların aslında Tek bir alanın farkligörünümleri olan Büyük Birleşik Alanlar teorisine adadi, fakat başarıliolamadi.Tek bir kuvvetin değişik görünümleri olan bu dört temel kuvvet,evrenin yaratılışındaki t=o ile t=10 üssü (-43) saniyelik zaman ve 10 üssü(-33) cm.’lik uzayın en kısa mesafe aralığında birleşik olarak tek bir halde idi. Evrenin t=o zamanında yaratılmasına karşın, uzay ve zamanın olmamasi,sıcaklığın ve yoğunluğun sonsuz olmasından dolayi“Plank uzayi” denen bu boyuta soru işareti konularak,zamanın bölünen en ufak aniolan 10 üssü (-43) saniyesinden sonra enerji ve zaman tarif edilmeye, mekân hesaplanmaya başlanmaktadır. Buna kıyasla, daha öz boyutta bu kavramimistisizm de; zamanın varlığıniEsmadan,Esmanın da varlığıni“An” dan aldığınisöyleyerek, “An” ın da bildiğimiz gibi,zamanın kısa bir parçasideğil,önü ve arkasiolmayan, hareketlilikte durağan bir kavram olarak düşünülmesi gerektiğini belirtmektedir. (Bkz. Sufizm ve İnsan/tasavvuf-Hiçlik)10 üssü(-33) cm mertebesinin bir üst boyutu olan soyut yaratılış,10 üssü (-43) saniyesinde enerji paketçikleri olarak somut döneme geçişte mevcut olduğu yüksek sıcaklık ve enerji dolayısıyla planck ısısive planck enerjisi olarak adlandırılır. Bu ölçek(evrenin kendisinin sığıştığitek bir kuant olan Aknokta) o kadar küçüktür ki,bizim onu gözlemleyebileceğimiz boyutlara taşımak, bir atomu,bir gökada (galaksi) kümesi boyutlarına kadar büyütmekle aynianlama gelmektedir. Bu büyüklüğü ayribir kıyaslamayla algılamaya çalışırsak; bizim ayrıntıliolarak olaylarigözleyebileceğimiz mesafeye 1 metre dersek, 10 üssü (26) metreye evren,10 üssü (22) metreye süper galaksi kümeleri ile galaksi kümeleri,10 üssü (19) metreye galaksiler,10 üssü (12) metreye güneş sistemi,1 cm.’ den daha az olana kristaller,10 üssü(-8)metreye moleküller, 10üssü(-10) metreye atomlar,10 üssü (-14)metreye çekirdek,10üssü(-15) metreye proton ve 10 üssü (-17) metreden daha küçük olana(ki hâlâ istediğimiz boyutun yaklaşık 10 üssü (15) katibüyüklüğüdür) quark ve lepton boyutu deriz.Tam 10 üssü(-43) sn. de yoğunluğun sonsuz değerden 10 üssü (94) gr/cmx3 (ki bu yoğunluğu suyun yoğunluğunun 1, demirinkinin 7 olduğu düşünülürse, bize göre yine sonsuz kabul edilebilir) sıcaklık ise 10 üssü 32 dereceye indiğinde birleşik halde bulunan rölativite teorisi ile kuantum teorisi (rölativistik-kuantum teorisi) ya da diğer bir şekilde kütle çekim kuvveti ile diğer üç kuvvet bozunarak ayriayrikuvvetlere ayrıldi. Evren 10 üssü(-35) sn.ye geldiğinde ise 10 üssü(27) dereceye düşerek 10üssü(-35) ile 10üssü(-32) sn aralığında, kozmolojide enflasyon teorisi olarak da adlandırılan evren büyüklüğünün 10 üssü(50) kat artmıştır. Bu durumun içinden çıkamayan bir profesör, duygularıni “evreni anlıyorum diyen sadece anlamış taklidi yapmaktan öteye geçemez” şeklinde ifade etmek zorunda kalmıştır.Ve 10 üssü (-32) sn ye gelince Güçlü nükleer kuvvet de ayrıldığında birleşik halde sadece “elektro-zayıf” kuvvet bulunuyordu. 10 üssü(-10) sn.de ise elektro-zayıf kuvvette bileşenleri olan elektromanyetik kuvvet ile zayıf nükleer kuvvete ayrışarak plank uzayında birleşik olan dört kuvvet, böylece soğuma fazlarına bağliolarak simetrileri bozulup ayriayrikuvvetlere bölündü.Ayrılma fazlarınidaha iyi betimlemek ve ortaya atılan simetri kırılmasınidaha iyi anlamak için şu iki örneği verebiliriz:
Birincisi, bir masa üzerinde düzgünce dizilmiş tabak,çatal (bıçak,kaşık) ve su bardağına yukarıdan baktığımızda,birinin diğerinden farkınialgılayamayarak hangi tabağın kime ait olduğunu anlayamayız. Dolayısıyla masanın bir tarafındaki tabakla,diğer tarafındaki tabak arasında ayrım yoktur. Fakat tabakların sahipleri masada ait olduklariyerlere oturduklaritaktirde, bu eşitlik bozularak,masanın simetrisi kırılmış olur. İkinci örnek ise; Donma noktasının üzerinde sıvisu,yüksek derecede bir homojenlik gösterir ve bir su molekülünün bardağın içindeki bir noktada bulunma olasılıği,bir başka noktadakiyle tam olarak ayniolmasına karşın su donduğu taktirde uzaydaki farklinoktalar arasındaki bu simetri kısmen yitirilerek ,buz bu durumda bir kristal örgüsü oluşturur ve su molekülleri bu örgüde düzenli ve belli aralıklikonumlara yerleştiğinden dolayida bu durum su moleküllerinin bir başka yerde bulunma olasılığınineredeyse sıfıra indirir.Böylece sıcaklık düşüp,evren soğudukça da simetriler aynişekilde kırıldi. Alınti: Kenan Keskin |
