Werner Heisenberg Ve Mezon Alan Teorisi

Werner Heisenberg ve Mezon Alan Teorisi

Mezon Alan Teorisi, Fizik Nobeli sahibi Werner Heisenberg tarafından bulunan atom çekirdeği ile ilgili bir teoridir[1] Mezon Alan Teorisi Fizik Nobeli sahibi Werner Heisenberg tarafından bulunan (1901 -1976) Bilim tarihinde yüzyılımızın ilk çeyreği devrimsel atılımların birbirini izlediği fırtınalı bir dönemdir Planck'ın kuantum, Einstein'ın rölativite kuramları, Rutherford'un atom modeli bu atılımların başlıcalarıdır[2]
1941 senesinde şimdiki Max Planck Enstitüsü'nün müdürü olan Heisenberg, 1958'de, atomun içindeki temel parçacıkların yapısını izah eden, birleşik şaha teorisinin formülünü ortaya koydu Heisenberg, hiçbir fizik bilgininin açıklama yapamadığı bir konuyu da aydınlattı Bu konu, atom çekirdek yapısına ait olup; Mezon Alan Teorisi olarak isimlendirilmiştir[3]
Bohr'un 1913'de ortaya koyduğu kuantum atom modeli 1920'lerde özellikle genç fizikçilerin ilgi odağı olmuştu Ne var ki, bu model sorunsaldı; önemli kimi noktalara ışık tutmakla birlikte yeterince belirgin ve tutarlı olmaktan uzaktır

Antik çağda yetişen pek çok düşünürle birlikte, maddenin yapısı sorgulanmaya başlamıştır İlk kez Thales evreni anlamanın yolunun maddeyi anlamaktan geçtiğini ifade ederek, materyalist felsefeye ilk adımı atmıştır Daha sonra Anaximander, evreni oluşturan apeiron denen bitmez, değişmez, görünmez bir maddeden bahsetmiştir Atom çekirdeğinde Atom Çekirdeği atomun merkezinde toplanmış olan proton ve nötronların oluşturduğu yapıya denir elektrik yükü Positiv elektrik yükü ile yüklüdür[2]

Atom çekirdeğinde protonlar ile nötronlar bulunur Protonlar artı (+) yüklü olduğundan bir arada bulunamazlar O halde atom çekirdeğinde öyle bir olay vuku bulmalıdır ki, bu sebeple protonların bir arada durması mümkün olsun

Teoriye göre, çekirdekteki bir protona, yanındaki nötrondan eksi (-) yüklü bir eleman (mezon) sıçrar Eksi yük kazanan proton nötron olur Eksi yük kaybeden nötron da protona dönüşür Bu olay saniyenin çok küçük bir kesrinde vuku bulur Öyle ki, protonlar birbirlerini itmeye zaman kalmadan nötron olurlar Bu hal böyle devam eder Atom çekirdeğindeki mezon alış verişi bir an için dursa, fizik alemi anında yok olur[1]
Mezon Nedir?

Mezon, hadronlar sınıfından temel parçacık Günümüzde geçerli kurama göre, mezonlar, glüonların bir arada tuttukları kuark ve karşıkuark çiftlerinden oluşurlar ve bütün temel etkileşimlere katılırlar Varlıkları, 1935'te Japon bilim adamı Hideki Yukava tarafından kuramsal olarak öngörülmüş ve pi mezonu ya da pion adı verilen, mezonların en hafifi olan bu mezon, 1947'de bulunmuştur Kütlesi elektronunkinden 270 kat büyük, ama protonunkinden 7 kat küçüktür Yarı ömrü 10-8 saniyedir O tarihten bu yana K mezonları, eta mezonları, omega mezonları, vb başka mezonlar da bulunmuş, öngörülmeleri ve bulunmaları, kuark kuramının geliştirilmesini sağlamıştır 1938'de bulunan B-mezon, çok hafif bir b-kuark içerir ve ağırlığı protonunkinin 5 katı, yarı ömrü saniyenin trilyonda biridir[4]
Werner Heisenberg Kimdir?

Karl Werner Heisenberg , 5 Aralık 1901 Würzburg 'da doğdu, 1 Şubat 1976 Münih 'te öldü Kendi ismiyle anılan Belirsizlik İlkesi'ni bulan Alman fizikçi, atom yapısı bilgisine katkılarından dolayı 1932 yılında fizik dalında Nobel Ödülü'ne layık görüldü

Münih Üniversitesi'nde Arnold Sommerfeld ile beraber araştırmalar yaptı Daha sonra Max Born, David Hilbert ve Niels Bohr gibi meşhur fizikçilerle çalıştı 1941 yılında atom bombası yapımında Almanya'ya destek olması için Bohr'u ikna etmeye çalıştı, ancak ahlaki nedenler yüzünden Bohr teklifi reddetti

Heisenberg (1925'te) ve Erwin Schrödinger (1926'da) çok yakın zamanlarda birbirlerinden bağımsız olarak atomun kuantum (dalga) mekaniğini farklı olarak, fakat matematik yönünden eşit şekilde formüllendirdiler Bu teoriler, 1928 senesinde İngiliz teori fizikçisi Paul Dirac tarafından genişletilip geliştirildi 1927'de Leipzig Üniversitesi fizik profesörlüğüne tayin edildi Aynı yıl meşhur belirsizlik prensibini ortaya koydu
Heisenberg'in hocası Bohr ile II Dünya Savaşı sırasında ideolojik fikir ayrılığına düşmesi ve Heisenberg'in Bohr'u 1941 yılında Kopenhag'da ziyaretinde aralarında geçen konuşma bir çok spekülasyona neden olmuş ve herhangi bir resmi kaydı olmadığı için aydınlatılamamıştır İngiliz yazar Michael Frayn'ın 1998 sahnelenen Kopenhag adlı oyunu bu görüşmeyi anlatmaktadır[3]
Heisenberg'in Belirsizlik Prensibi

Bir elektronun yerini tespit edebilmek için dalga boyu kısa olan ışınlara ihtiyaç vardır Bu ışınlar da enerji paketlerinden (fotonlardan) ibaret olduğundan, elektrona çarparak onun yerini değiştirirler (Compton Olayı) Elektrona çarparak onu etkilememesi için fotonları çok küçük ve dalga boyu uzun olan ışınların kullanılması gerekir Bu suretle elektronun hareketinde önemli bir değişme olmayacaktır Fakat uzun dalgalı ışınlar kuvvetli bir görüntü sağlamadığından, ancak çok belirsiz bir görüntü elde edilir Şu halde, bir elemanın yerini tespit etmek mümkün değildir Genel ifadeyle; birbirine bağlı iki büyüklük aynı anda, yüksek duyarlılıkla ölçülemez (birinin ölçülmesindeki duyarlılık arttıkça diğerinin ölçülmesindeki duyarlılık azalır) Enerji-zaman, açısal konum-açısal momentum, konum- momentum bu fiziksel büyüklükler olup, bu iki büyüklüğün ölçüm hatalarının çarpımı Planck sabitine büyük eşittir

1956 senesinde İstanbul'a gelip konferanslar veren Heisenberg, bir konferansında sözlerini şöyle bitirmiştir: "Bütün nutuklarımda, atomdaki enerjiden nasıl istifade edilebileceğini anlattım Şimdi aklımıza haklı olarak, şu soru gelmektedir: Bu muazzam kudreti, küçücük yere kim ve nasıl koydu?" [3]