STANDART MODEL ve ÖTESİ

... konulu sunumlar: "STANDART MODEL ve ÖTESİ"— Sunum transkripti:

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

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

3 Evreni anlamak, onu oluşturan parçacıkları ve bunların nasıl etkileştiklerini anlamakla başlar.

4 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…

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

6 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

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

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

9 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 dolar para cezası verilmeli.” diyerek bu durumu şaka yoluyla ortaya koymuştur.

10 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. 

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

12 STANDART MODELDE SINIFLAMA
Madde Parçacıkları Taşıyıcı Parçacıklar BOZONLAR FERMİYONLAR KUARKLAR LEPTONLAR

13 PARÇACIKLARIN ÖZELLİKLERİ
RENK YÜKÜ KÜTLE YÜK DÖNÜ(SPİN)

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

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

16 TEMEL ETKİLEŞİMLER

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

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

19 PARÇACIKLAR VE TEMEL ETKİLEŞİMLER

20 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

21 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.

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

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

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

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

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

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

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

29 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

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

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

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

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

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

35 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.

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

37 Kuramlar Birleşecek mi?

38 TEŞEKKÜR EDERİM…

39 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”

40 KAYNAKÇA https://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/science/xdf.html