Simetri Yasaları/Güçlü

Güçlü
Güçlü etkileşim renk yüküne sahip kuarklar arasında etkin olduğundan, halbuki ortalıkta serbest kuark bulmak mümkün olmadığından, bu etkileşimin doğrudan incelenmesi ancak; kuark ölçeğinde sistemler üzerinde çalışarak ve o da, yüksek enerjili parçacık hızlandırıcılarında yapılan çarpışma deneyleriyle mümkün Fakat, biz dolaylı yolu tercih edeceğiz
Öte yandan, simetri özelliklerini irdelerken şimdiye kadar, etkileşimleri teker teker ele aldık ve birini incelerken, diğerlerini kapı dışında tutmaya çalıştık Halbuki çoğu sistemde etkileşimler bir arada olup, neyse ki birbirlerini etkilemeksizin, paralel olarak etkindirler Örneğin bir çekirdeği oluşturan nükleonlar bildiğimiz gibi; protonların arasındaki elektromanyetik itme kuvvetine karşın, güçlü kuvvet kalıntıları sayesinde bir arada dururlar Gerçi aralarında kütleçekimi de vardır Fakat bu kuvvetin şiddeti diğerlerine oranla öylesine düşüktür ki, rahatlıkla gözardı edilebilir Öte yandan kuarklar hem renk hem de elektrik yüküne sahip olduklarından, nükleonları oluşturan üçlüleri; aralarındaki elektromanyetik itme kuvvetine karşın, çok daha şiddetli bir güçlü kuvvetle birbirlerine bağlıdırlar Kısacası çekirdek, elektromanyetik ve güçlü etkileşimlerin birlikte vücut verdiği bir yapıdır Bu yapının içinde bulunabileceği, değişik enerji düzeylerine karşı gelen çeşitli kuantum mekaniksel konum veya durumları vardır Bu kuantum durumlarından bazıları arasında geçişler mümkündür Çekirdek, örneğin bir foton soğurarak, daha yüksek bir enerji düzeyine tırmanabildiği gibi, tam tersine; bir foton ışıyarak, bulunduğundan daha düşük bir enerji düzeyine inebilir Bu geçişlere eşlik eden ışıma veya soğurma süreçlerinde ortaya çıkan veya kaybolan fotonların frekansları, çekirdeğin enerji spektrumunu yaklaşık olarak betimler Bu frekanslar kümesi; aslında küme elemanlarının mutlak değerleri değil de, birbirlerine oranları; o çekirdeğe özgün bir 'imza' gibidir Çekirdeğin yapısını ve dolayısıyla bu imzayı da, keza elektromanyetik ve güçlü etileşimler birlikte şekillendirmektedir Şimdi!





Eğer bu imza belli bir işlem altında aynı kalıyorsa ve elektromanyetik kuvvetin bu işlem altında simetrik olduğu zaten biliniyorsa, güçlü etkileşimin de aynı işlem altında değişmediği sonucuna varılabilir Çünkü öyle olmasaydı; yani elektromanyetik etkileşim aynı kalırken, güçlü etkileşim değişikliğe uğrasaydı; imza bozulurdu Dolayısıyla, eğer bir çekirdeğin imzasını iki ayrı zamanda inceler ve aynı kaldığını görürsek; bu arada dünyanın hareketi nedeniyle çekirdek uzaydaki hem konumunu hem de yönünü değiştirmiş olacağından; güçlü etkileşimin 'zamanda ve uzayda öteleme, uzayda dönme' işlemleri altında simetrik olduğunu kanıtlamış oluruz Öte yandan, ışıma ve soğurmaları ayna görüntüsünde incelemek frekansları değiştirmeyeceğinden; imza aynı kalır ve güçlü etkileşim P simetriyi sağlar Zamanda tersinme; ışıma süreçlerini soğurma, soğurmaları da ışıma süreçlerine dönüştürür ve imza değişmez: T simetri de tamam Son olarak, yük eşlenikleştirmesi altında; çekirdekteki protonlar karşıtprotonlara, nötronlar da karşıtnötronlara dönüşür Bu karşıtnükleonlar, eksi yüklü karşıtprotonlar arasındaki elektromanyetik itme kuvvetine karşın, güçlü kuvvet kalıntıları sayesinde bir arada durmaktadır ve 'imza'yı ilgilendirdiği kadarıyla değişen bir şey yoktur Nitekim; karşıtproton, pozitron, bir karşıtprotonla karşıtnötrondan oluşan karşıtdöteron çekirdekleri, bir karşıtprotonla bir pozitrondan oluşan karşıt hidrojen atomu, hatta karşıthidrojen molekülü laboratuvarda elde edilebilmekte olup, özellikleri üzerinde çalışılmaktadır Güçlü etkileşimin C simetrisi, bir de böyle kanıtlanmıştır