STANDART MODEL ÖTESİ YENİ FİZİK MUSA ÖZCAN TTP 8 (CERN TÜRK ÖĞRETMEN ÇALIŞTAYI 8) 21-27 OCAK 2018

Bugünü anlamak için, geçmişe bakmak. Büyüğü anlamak için, en küçüğe bakmak. *TTP 8 Güncel sorunlar Gökhan ÜNEL

Standart model NEDİR? Standart model, temel parçacıklar ve bu parçacıklar arasındaki etkileşimler hakkındaki bütün bilgimizi içeren bir kuramlar bütünüdür.

Gökhan ÜNEL'in hazırladığı Standart Model Parçacıkları Dizini Standart model temel parçacıklar Gökhan ÜNEL'in hazırladığı Standart Model Parçacıkları Dizini

Standart model altında isimlendirilmiş GURUPLAR Standart model altında isimlendirilmiş 17* parçacık vardır. Bu parçacıklar, fermiyonlar ve bozonlar olarak iki ana guruba ayrılır. Fermiyonlar madde parçacıkları, bozonlarsa bu parçacıklar arasındaki etkileşimlere aracılık eden kuvvet parçacıklarıdır. *Kuarkların renklerini ve karşıt parçacıkların tümünü dahil edersek toplam 61 tane parçacık vardır.

KUARKLAR Standart modelde altı tür kuark vardır: u, d, c, s, t, b. Bu fermiyonlar, doğada serbest halde bulunmazlar. Ancak bir araya gelerek çeşitli parçacıkları oluştururlar. Bir kuark ve bir antikuark iceren parcacıklara mezon, üç kuark içeren parçacıklaraysa baryon denir. Kuarklardan oluşan parçacıkların genel adıysa hadrondur.

LEPTONLAR Doğada serbest halde bulunan fermiyonlara lepton denir. Bu gruba giren parçacıkların en bilinen örneği elektrondur. Lepton kelimesi Yunancadaki leptos kelimesinden türetilmiştir. İnce, zarif, hafif, küçük gibi anlamlara gelir. Leptonlar genel olarak adlarının ima ettiği gibi hadronlardan daha hafiftir. Ancak 1975 yılında keşfedilen tau bu duruma bir istisna teşkil eder. Taunun kütlesi protonunkinin iki katı kadardır.

ETKİLEŞMELER *TTP 8 Güncel sorunlar Gökhan ÜNEL

KISACA STANDART MODEL Maddeyi oluşturan parçacıkları (Kuarklar & leptonlar) Bu parçacıkların etkileşimini (Kuvvet taşıyıcılar) Kütlenin nasıl kazanıldığını Uzay-zaman

Standart model doğru mu? EVET HAYIR Doğruluğu deneylerce kanıtlandı. EKSİK Açıklayamadığı şeyler var.

Standart modelİn eksİklerİ Kütle sorunu Çeşni sorunu Kuvvetlerin farklılığı Madde – karşı madde asimetrisi Karanlık madde ve karanlık enerji

1- Kütle sorunu Parçacıklara kütlesini veren nedir? Neden farklı parçacıklar farklı kütlelere sahiptir?

2- Çeşni sorunu Neden her şeyi aynı ancak sadece kütleleri farklı olan 3 parçacık ailesi vardır?

3- Kuvvetler farklılığı Neden kütle çekim kuvveti diğerlerinden zayıf? Elektromanyetik kuvvet ile zayıf nükleer kuvvet birbirine benzer iken Yeğin nükleer kuvvet bunlara benzememektedir? Tüm bu kuvvetleri birleştirebilecek olan tek kuram nedir?

4- Madde karşıt madde asimetrisi Evrenin başlangıcında madde ve anti madde eşit iken günümüzde görebildiğimiz (gözlemlediğimiz) her şey neden maddeden oluşmuştur? Anti maddeye ne oldu? Karanlık maddenin olduğunu deneysel olarak biliyoruz ama yapısını bilmiyoruz. Karanlık madde üst kuarklardan mı oluştu? Karanlık enerji evrenin ivmelenerek genişlemesinden sorumludur.

Karanlık madde ve karanlık enerji Karanlık madde nedir? Yapıtaşı nedir? Karanlık maddenin var olduğu dolaylı biçimde deneysel olarak kanıtlandı. Karanlık enerji nedir?

SORUNLARIN ÇÖZÜM ADAYLARI Çeşni sorunu 3 kuvvetin birleşmesi Yerçekiminin güçsüzlüğü 4 Kuvvetin birleşmesi Madde-Karşıt madde asimetrisi Karanlık madde sorunu Karanlık enerji sorunu EK BOYUTLAR SÜPER SİMETRİ SİCİM KURAMI BBK

STANDART MODELDEN STANDART MODEL ÖTESİNE SÜPERSİMETRİ Madde parçacığı Yeni kuarklar Lepto-kuarklar Yeni bileşenler Yeni leptonlar 4. Aile BBK RS –ADD modelleri Küçük higgs Birleşik modeller

STANDART MODELDEN STANDART MODEL ÖTESİNE SÜPERSİMETRİ Kuvvet taşıyıcılar Yeni ayar bozonları Ayar kümesi K BBK RS –ADD modelleri Küçük higgs

SÜPERSİMETRİ EZ Bakışım Kırılması STANDART MODELDEN STANDART MODEL ÖTESİNE SÜPERSİMETRİ EZ Bakışım Kırılması Küçük higgs Dinamik bakışım kırılması Yeni sayıllar Yeni EZBK yöntemleri 2HÇM Teknirenk BBK

STANDART MODELDEN STANDART MODEL ÖTESİNE SÜPERSİMETRİ 3+1 uzay-zaman Yeni boyutlar RS –ADD modelleri Teknirenk

SÜPER SİMETRİ Fermiyonlar ve bozonlar arasında bir simetridir. Yeni parçacıkların varlığını öngörür. Bilinen her SM parçacık için spini farklı ve daha ağır bir s(üper) parçacık bulunduğunu söyler.

EKBOYUTLAR Uzayda 3’den fazla boyut olabilir. Ek boyutlar küçük ve kıvrılmış olabilir. Bu tür boyutların varlığı parçacıkların etkileşimlerini değiştirebilir. Mesela ek boyutların içine girildiğinde kütleçekim kuvveti artar. TTP 8 Güncel sorunlar Gökhan ÜNEL Ekstra boyutların kendi üzerlerine katlanmalarını örnek olarak sunulan bir model: Calabi-Yau manifoldu.

SİCİM KURAMI Süpersicim kuramı tüm parçacık ve kuvvetlerin çok küçük tek boyutlu (ya da zar biçimli) sicimlerin 10 boyutta (bilgiğimiz 3 uzay boyutu + zaman + 6 ilave boyut) titreşmelerinin görüntüleri olduğunu öngörür. Bilim teknik dergisi yeni ufuklara eki NİSAN 2007

BÜYÜK BİRLEŞME KURAMI Gözlemlediğimiz Elektrozayıf ve Güçlü kuvvetler aynı kuvvetin farklı bakış açılarına göre izdüşümü olabilir. Lepton sayısını 4QCD rengi olarak düşünebilir miyiz? Patti-salam 1975 Bu kuram E6 birleşimi olabilir mi? Gürsey 1976 Kısaca yeni parçacıklar öngörülüyor ve bu parçacıklar aranıyor.

FİZİKTEKİ KURAMLARIN BİRLEŞTİRİLMESİ Elektrik Işık Elektromanyetizma Manyetik Elektrozayıf etkileşim Beta bozunumu Zayıf etkileşim Nötrino etkileşimi Standart model Proton Nötron Yeğin etkileşim Piyon ??? Büyük birleşik kuram ???on ???? Herşeyin kuramı Mekanik Evrensel çekim Genel görecelik Göksel Uzay - zaman Parçacıklar ve kuramlar kronolojik olarak verilmiştir.

SONUÇ OLARAK BHÇ (Büyük Hadron Çarpıştırıcısı)’nda standart model ötesi yeni fizik adına herhangi bir yeni parçacık şimdilik bulunamamıştır. Ama yeni bilgiler elde ediliyor. Çıkan sonuçlar, hangi kuramın doğru olma olasılığının daha az olduğunu bildiriyor.

CERN’DE EĞİTİM ALMA ŞANSI VEREN SAYGIDEĞER HOCALARIMIZA VE BU VESİLE İLE TANIŞTIĞIM TÜM ARKADAŞLARIMA

KAYNAKLAR TTP 8 Güncel sorunlar Gökhan ÜNEL TTP 8 Astrıparçacık fiziği Efe YAZGAN P5’den 5 ayaklı plan particle physics project prioritization panel TÜBİTAK Haziran 2017 standart model posteri http://www.bilimteknik.tubitak.gov.tr/system/files/standartmodel.pdf Bilim teknik dergisi yeni ufuklara eki NİSAN 2007