PARÇAÇIK FİZİĞİNDE BOZON (BOSON)?

     Parçacık fiziğinde bir boson, Bose-Einstein istatistik kurallarına uyan bir parçacık türüdür. Bu Bozonların aynı zamanda 0, 1, -1, -2, 2, vb. gibi bir tamsayı değeri içeren bir kuantum spinleri vardır. (Buna kıyasla, 1/2, -1/2, -3/2 gibi kesirli sayılarla ifade edilen fermiyonlar olarak adlandırılan diğer parçacık türleri vardır.)

     Bozonlara bazen kuvvet parçacıkları denir, çünkü elektromanyetizma ve hatta yerçekimi gibi fiziki güçlerin etkileşimini kontrol eden bozonlardır.

     Bozon adı, yirminci yüzyılın başından itibaren, Bose-Einstein istatistikleri denilen bir analiz yöntemi geliştirmek için Albert Einstein'la birlikte çalışan ünlü fizikçi Satyendra Nath Bose'nin soyadından almıştır. Bose, Planck yasasını (Maxbody Planck'ın karbondi radyasyon sorununun üzerinde çalıştığı termodinamik denge denklemi) tam olarak anlamak için, fotonların davranışını analiz etmeye çalışan 1924 tarihli bir makalede ilk önce metodu önerdi. Makaleyi Einstein'a gönderdi ... ve sonra Einstein Bose'un mantığını sadece fotonların ötesine taşımaya devam etti, aynı zamanda madde parçacıklarına uyguladı.

     Bose-Einstein istatistiklerinin en çarpıcı etkilerinden biri, bozonların diğer bozonlar ile örtüştüğü ve bir arada bulunabileceği tahmini. Bununla birlikte, fermiyonlar bunu yapamazlar, çünkü Pauli Dışlama İlkesine (kimyacılar öncelikle Pauli Dışlama Prensibinin, bir atom çekirdeği çevresinde yörüngedeki elektronların davranışını etkilemesi üzerine odaklanır) odaklanmaktadır. Bu nedenle, fotonların bir lazer haline gelmesi ve bazı maddelerin bir Bose-Einstein kondensatının egzotik halini oluşturması mümkündür.

     Kuantum fiziğinin Standart Modele göre, daha küçük parçacıklardan oluşmayan bazı temel Bozonlar vardır. Buna, temel Bozon çubukları (fizik temel kuvvetlerine aracılık eden parçacıklar) denir.

Guage Bozon - spin 1'e sahiptir ve hepsi deneysel olarak gözlemlenmiştir.

• Foton - Işık parçacığı olarak bilinen fotonlar, tüm elektromanyetik enerjiyi taşır ve elektromanyetik etkileşim kuvvetine aracılık eden guage Bozon gibi davranırlar.
• Gluon - Gluonlar, kuvantaları protonları ve nötronları oluşturmak üzere bağlayan güçlü bir nükleer kuvvetin etkileşimlerine aracılık eder ve ayrıca bir atomun çekirdeğinde protonları ve nötronları bir arada tutar.
• W Boson - Zayıf nükleer güce aracılık eden iki guage Bozon’dan biri.
• Z Boson - Zayıf nükleer güce aracılık eden iki guage Bozon’dan biri.

     Yukarıdakilere ilaveten, tahmin edilen diğer temel Bozonlar da bulunmakta, ancak net bir deneysel ispatı yok (henüz);

     Higgs Boson - Standart Modele göre, Higgs Bozonu tüm kütlenin artmasına neden olan parçacıktır. Parçacık, 0 bir kuantum spin değerine sahip olduğu tahmin edilmektedir, bu yüzden, bir bozon olarak sınıflandırılmıştır.

     Graviton - Graviton henüz deneysel olarak tespit edilmemiş teorik bir parçacıktır. Elektromanyetizma, güçlü nükleer güç ve zayıf nükleer güç gibi diğer temel güçler, kuvvete aracılık eden bir guage Bozon ile açıklanmaktadır; bu nedenle, yerçekimini açıklamada aynı mekanizmayı kullanmaya çalışmak doğaldır. Elde edilen teorik parçacık, kuantum spin değerinin 2 olduğu öngörülen gravitondur.

     Bosonic Superpartners - Süper simetri teorisi altında, her fermiyonun şimdiye kadar keşfedilmemiş bir bosonik karşılığı olurdu. 12 temel fermiyon bulunduğundan, bu, - süper simetri doğruysa - henüz Keşfedilmemiş olan 12 temel Bozon daha var, Muhtemelen son derece kararsız oldukları ve diğer şekillere bozunmuş oldukları için.

     İki ya da daha fazla parçacık bir araya gelip bir tam sayı spin parçacığı oluşturduğunda bazı Bozonlar oluşur, örn;

     Mezonlar - İki kuark birbirine yapıştığında mezonlar oluşur. Kuarklar fermiyonlar ve kesirli sayı spinler olduğundan, iki parçacık birbirine yapışıyorsa, sonuçta ortaya çıkan parçacık spin tamsayı olur ve bu da bir bozon yapar.

     Helyum-4 atomu - Bir helyum-4 atomu 2 proton, 2 nötron ve 2 elektron içerir ... ve eğer bu spinlerin tümünü eklerseniz, her defasında bir tam sayı bulacaksınız. Helyum-4, son derece düşük ısılara soğutulduğunda bir süper akışkan haline geldiğinden, Bose-Einstein istatistiklerinin harikulade bir örneği haline geldiği için özellikle dikkat çekicidir.

     

     Hazırlayan: Celal DEMİRTAŞ