STANDART MODEL ve ÖTESİ Güzide BAŞDAĞ CERN Türk Öğretmen Çalıştayı-8 28.02.2018

“ Maddenin en küçük öğesi bilinmeden insan evreni asla anlayamaz.” Plato

Evreni anlamak, onu oluşturan parçacıkları ve bunların nasıl etkileştiklerini anlamakla başlar. https://www.youtube.com/watch?v=uaGEjrADGPA

TEMEL PARÇACIKLAR 20. yüzyılın başlarında, bilim insanları doğada sadece 3 temel parçacığın olduğunu düşünüyordu; atom çekirdeğini meydana getiren protonlar ve nötronlar, çekirdeğin çevresinde dolanan elektronlar…

TEMEL PARÇACIKLAR 1918 yılında Rutherford tarafından keşfedildi. James Chadwick tarafından keşfedildi. 1897 yılında J. J. Thomson tarafından keşfedildi.

TEMEL PARÇACIKLAR elektron nötron çekirdek kuark gluon 50’li ve 60’lı yıllarda bilim insanları proton ve nötronların da daha küçük parçacıklardan oluştuğunu ortaya çıkardı. proton kuark gluon

TEMEL PARÇACIKLAR Gluonlar 1962 yılında önerildi, 1978 yılında keşfedildi. Kuarklar 1964 yılında önerildi, 1968 yılında keşfedildi.

TEMEL PARÇACIKLARIN KEŞFİ 1950’li yılara gelindiğinde parçacık hızlandırıcılarının da katkısıyla keşfedilen parçacık sayısı artmıştır.

TEMEL PARÇACIKLARIN KEŞFİ Willis Lamb 1955’de Nobel ödülünü alırken yaptığı konuşmada “Eskiden yeni bir parçacık bulan herkes Nobel ödülü ile ödüllendiriliyordu ama şimdi bu tür keşifleri yapanlara 10000 dolar para cezası verilmeli.” diyerek bu durumu şaka yoluyla ortaya koymuştur.

PARÇACIKLARIN DÜZENLENMESİ 1970’li yıllarda, Murray Gell-Mann gibi fizikçiler, bu parçacık kaosu içerisinde bir düzen keşfettiler. Attıkları bu adım, Dimitri Mendeleyev’in elementler arasında düzen bulmak için attığı adıma benziyordu. 

STANDART MODEL NEDİR? Standart Model, maddenin temel parçacıklarını ve bunların etkileşmesini açıklayan kuramdır.

STANDART MODELDE SINIFLAMA   Madde Parçacıkları Taşıyıcı Parçacıklar BOZONLAR FERMİYONLAR KUARKLAR LEPTONLAR

PARÇACIKLARIN ÖZELLİKLERİ RENK YÜKÜ KÜTLE YÜK DÖNÜ(SPİN)

STANDART MODELDE SINIFLAMA 1. Aile kuarklar, protonlar ve nötronları yani atom çekirdeğini oluştururlar. Onlara elektronların da katılmasıyla atomlar (yani madde) oluşur. 1. AİLE

STANDART MODELDE SINIFLAMA 2. ve 3. aile parçacıklar erken evrende oluşmuşlardır ve günümüzde doğada kendiliklerinden bulunmazlar. 1. AİLE 2. AİLE 3. AİLE

TEMEL ETKİLEŞİMLER

TEMEL ETKİLEŞİMLER Temel etkileşimin taşıyıcısı “graviton”dur. Graviton, kuramsal bir parçacıktır. Henüz keşfedilmemiştir.

TEMEL ETKİLEŞİMLER Fermiyonlar, W ve Z bozonları Higgs alanı ile etkileşerek kütle kazanır. Elektromanyetik alan Higgs ile etkileşmez ve bu yüzden foton kütlesizdir.

PARÇACIKLAR VE TEMEL ETKİLEŞİMLER

STANDART MODELDE KAÇ PARÇACIK VARDIR? 18 kuark ve 18 karşıt kuark ile toplam 36 kuark 1 Higgs Bozonu 1 Foton 8 Gluon 6 lepton ve 6 karşıt lepton ile toplam 12 lepton 1 Z Bozonu 2 W Bozonu

STANDART MODELDE KAÇ PARÇACIK VARDIR? Toplamda 61 temel parçacık vardır. Modelin ilk elemanı, 1897’de elektron idi. 115 yıl sonra; Modelin son üyesi 2012 yılında CERN’de keşfedilen Higgs Bozonu oldu.

STANDART MODELİN EKSİKLERİ Standart Model, bugüne kadar farklı farklı deneylerle defalarca sınanmıştır. Ancak bazı eksiklikleri, cevaplayamadığı sorular vardır.

STANDART MODELİN EKSİKLERİ KÜTLE SORUNU Neden Tau parçacığının kütlesi elektrondan çok daha büyük? Niye bütün nötrinoların kütlesi bu kadar küçük? Kütle Sorunu

STANDART MODELİN EKSİKLERİ AİLE SORUNU Neden üç aile var? Evrendeki maddeler neden 1. aileden yapılmış? 2. ve 3. aile neden var?

STANDART MODELİN EKSİKLERİ KÜTLEÇEKİM SORUNU Kütleçekim etkileşmesi standart modelde ifade edilemez. Kütleçekim etkileşmesinin taşıyıcı parçacığı graviton henüz gözlenememiştir. Kütleçekim Sorunu

STANDART MODELİN EKSİKLERİ HİYERARŞİ SORUNU Kütleçekim kuvveti neden elektromanyetik kuvvetten 1040 kat daha zayıftır? Hiyerarşi Sorunu

STANDART MODELİN EKSİKLERİ GÖZLEMSEL EKSİKLER Nötrinolar Üçten fazla nötrino var mıdır? Nötrinolar kendi karşıt parçacıkları mıdır? Nötrinolar kütlelerini nasıl kazanıyor? Nötrinoların kütlesi nedir?

STANDART MODELİN EKSİKLERİ GÖZLEMSEL EKSİKLER Karanlık madde ve karanlık enerji nedir? Neden yapılmışlardır? Karanlık Madde

STANDART MODELİN EKSİKLERİ GÖZLEMSEL EKSİKLER Evrenin başlangıcında madde ve karşıt madde eşit miktarlarda üretilmişlerdi. Fakat daha sonra maddenin karşıt maddeye tercih edilmesini sağlayan bir olay gerçekleşti. Sonra madde ve karşıt madde birbirini yok etti. Geriye biraz madde kaldı. Neden? Baryon Asimetrisi

STANDART MODELİN EKSİKLİKLERİNE ÇÖZÜM ARAYIŞI Yeni fizik kuramları ile bu eksikliklere çare aranıyor.

STANDART MODELİN EKSİKLİKLERİNE ÇÖZÜM ARAYIŞI Bu yeni kuramlarla yeni parçacıklar ya da mevcut parçacıkların yeni özellikleri öngörülüyor.

STANDART MODEL ÖTESİ “En başından beri onlar, yaldızlı bir kafesteki kuşlar gibi bu modele tıkılıp kaldılar.”

STANDART MODEL ÖTESİ Süpersimetri Kuramı Parçacıkların spin hariç tüm özellikleri aynı olan simetrik eş parçacıkları (süpereş) olduğunu önerir. Süpereş parçacıklar henüz keşfedilmemiştir.

STANDART MODEL ÖTESİ Büyük Birleşme Kuramı Elektromanyetik, güçlü ve zayıf etkileşimlerin birbirine karışıp tek bir kuvvet oluşturabileceğini öngörür.

STANDART MODEL ÖTESİ Sicim Kuramı Parçacıkların iplikçikler yani sicimler ya da iki boyutlu zarlar olduğunu öngörür. Tüm bu sicim ve zarların 11 boyutlu bir evrenin içine yayıldığını öngörür.

STANDART MODEL ÖTESİ Ek Boyutlar Kuramı Uzayda 3’ten fazla boyut olabileceğini ve bu boyutların parçacıkların etkileşimlerini değiştirebileceğini öngörür.

Kuramlar Birleşecek mi?

TEŞEKKÜR EDERİM…

KAYNAKÇA Sezen Sekmen, "En Küçüğü Keşfetme Macerası“ Ian Sample, “Kütle; İlk Madde Bilim Tarihinin En Büyük Avı” Christophe Grojean, Laurent Vacavant, “Higgs Bozonu” Kenneth W. Ford, “101 Soruda Kuantum” https://indico.cern.ch/event/669040/contributions/2735882/attachments/1590142/2516110/BSM-ttp8.pdf https://indico.cern.ch/event/669040/contributions/2735871/attachments/1586129/2507864/2018-TTP-ParcacikFizigi.pdf https://indico.cern.ch/event/669040/contributions/2735873/attachments/1588555/2512753/Neutrino_CERN_TurkishTeacher_UKose_January2018.pdf https://indico.cern.ch/event/669040/contributions/2735876/attachments/1589186/2514149/SekmenHiggsTTP1801.pdf https://www.dropbox.com/s/bv3znks9lq1g8i0/ana.pdf?dl=0

KAYNAKÇA https://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/science/xdf.html http://htwins.net/ http://kaynak.eba.gov.tr/wp-content/uploads/2013/08/periyodikTablo.jpg http://www.bilimteknik.tubitak.gov.tr/system/files/standartmodel.pdf https://bilimfili.com/parcacik-fizigi-neredeyse-her-seyin-teorisine-giris/ https://giphy.com/gifs/atom-12lREG7AMLrOQ8 http://bestanimations.com/Science/Chemistry/Chemistry.html https://www.youtube.com/watch?v=Vi91qyjuknM https://bilimfili.com/standart-model/ https://ipfs.io/ipfs/Qme2sLfe9ZMdiuWsEtajWMDzx6B7VbjzpSC2VWhtB6GoB1/wiki/Standart_Model.html http://p409a.physics.metu.edu.tr/~ozpineci/HomePage/Popular_Presetations_files/SM.pdf https://www.youtube.com/watch?v=uaGEjrADGPA https://pixabay.com/tr/photos/soran/ https://www.youtube.com/watch?v=IqAWqwh3Etw https://support.apple.com/en-ph/HT201088 http://idahoptv.org/sciencetrek/topics/gravity/facts.cfm http://www.particleadventure.org/inter_summary.html http://www.quantumdiaries.org/tag/cpv/ http://www.kozmikanafor.com/genisleyen-evren/ https://vectortoons.com/product/a-female-scientist-mixing-chemicals/ http://macleodcartoons.blogspot.com/2012/08/union-of-concerned-scientists-cartoon.html https://www.symmetrymagazine.org/article/august-2006/voices