ANTİMADDE VE MADDE TEPKİMESİ

 ANTİMADDE VE MADDE TEPKİMESİ

MADDE VE ANTİMADDE TEPKİMESİ :

ANTİMADDE :

Antimadde, bilim kurgu eserlerinin vazgeçilmezlerinden birisidir. Örneğin Melekler ve Şeytanlar isimli kitap ve sonradan gelen film uyarlamasında Profesör Langdon, Vatikan’ı bir antimadde bombasından kurtarmaya çalışmaktadır. Star Trek’in yıldız gemisi Atılgan, ışıktan daha hızlı yolculuk için antimadde kullanmaktadır.
Ancak antimadde, sadece bilimkurgu ürünü değildir; gerçektir! Antimadde, normal atom altı parçacıkların zıttı özelliklere sahip atom altı parçacıkları ifade eder; yani antimadde, normal maddenin zıttıdır.
Antimadde madde ile karşılaştığında birbirlerini imha ederek etrafa büyük miktarda enerji saçarlar. Antimadde bombaları ve antimaddeyle çalışan uzay gemileri şimdilik çok düşük olasılıklı kavramlar… Ancak antimadde hakkında kafa yorabileceğimiz pek çok gerçek detay bulunuyor!

NASIL OLUŞUR ?

Büyük Patlama’dan sonra antimadde, normal madde ile bir arada oluşmuştur; fakat antimadde bugün yaşadığımız evrende oldukça nadir bulunur bir haldedir. Bilim insanları, antimadde-madde asimetrisi problemi denen bu olayın nedenini henüz tam olarak bilemiyorlar. Antimaddeyi daha iyi anlamak için, madde hakkında daha çok bilgiye sahip olmamız gerekiyor.
Madde, atomlardan oluşur – ki bu atomlar hidrojen, helyum ve oksijen gibi elementlerin temel birimleridir. Madde miktarına bağlı olarak atom sayısı da değişir; örneğin, sadece 16 gram oksijen içinde 6.022×10236.022\times{10^{23}}6.022×10
23 adet atom bulunur! Bu atomların farklı yapı ve özellikleri, elementlerin farklı niteliklere sahip olmasına neden olur.
Buna rağmen, ufacık bir atomun da “evreni” karmakarışıktır. Çünkü atomların içi, “spin” ve fizikçilerin yeni anlamaya başladıkları “lezzet” adı verilen özelliklere sahip, egzotik parçacıklarla doludur. Bu parçacıkların hareket ve davranışları, atomların niteliklerini belirler. Ancak çok fazla detaya girmeksizin, basit bir perspektiften bakacak olursak, atomlar özünde elektron, proton ve nötronlardan oluşur.

ANTİMADDENİN TARİHÇESİ

1928: Başlangıç

Karşıt madde tarihi Paul Dirac adlı genç bir fizikçinin matematiksel denkleminin garip çıkarımıyla başlar.

 

  1. yüzyılın başlarında iki önemli teori olan kuantum mekaniği ve görelilik kuramı fiziği temellerinden sarsıyordu. 1905 yılında Albert Einstein’ın meydana çıkardığı özel görelilik kuramı uzay-zaman ve kütle-enerji arasındaki ilişkiyi açıklıyordu. Bu sırada yapılan deneyler ışığın bazen dalga, bazen de küçük parçacık akımları halinde davrandığını gösteriyordu. Max Planck’ın önerdiği teoriye göre ışık dalgaları “kuanta” adı verilen küçük paketçikler halinde yayılıyordu, bu ışığın hem dalga hem parçacık halinde yayılması anlamına geliyordu.

 

1920’lerde fizikçiler atom ve bileşenlerine aynı kavramı uygulamaya çalışıyorlardı. 1920’lerin sonunda Erwin Schrödinger ve Werner Heisenberg yeni kuantum teorisini keşfettiler. Bundaki tek sorun teorinin görecelik teorisine uygulanabilir olmayışı yani sadece yavaş hızlardaki parçacıklar için geçerli olup ışık hızına yakın hareket edenler için sonuç vermemesiydi.

 

1928’de Paul Dirac problemi çözdü. Elektron davranışını tanımlamak için özel göreliliği ve kuantum teorisini bir araya getiren bir denklem yazdı. Dirac’in denklemi, ona 1933 Nobel Fizik Ödülü’nü getirdi, aynı zamanda başka bir problem yarattı: x2=4 denkleminin iki çözümü olduğu gibi (x= -2, x=2), Dirac denkleminin de biri pozitif enerjili diğeri negatif enerjili elektronlar için olmak üzere iki çözümü vardı. Fakat klasik fiziğe göre bir parçacığın enerjisi daima pozitif bir sayı olmalıydı.
Dirac bunun, her parçacığın kendisiyle tıpatıp aynı ama yükü zıt olan bir karşıt parçacığı olacağı anlamına geleceğini açıkladı. Örneğin elektron için her yönüyle aynı ama pozitif yük içeren bir karşıt elektron olmalıydı. Nobel konferansında karşıt maddeden oluşan tamamen yeni bir evrenin varlığını kurgulamıştı.

1930: Doğanın yardım eli

1930’da gizemli karşıt parçacık avı başladı. O yüzyılın daha öncesinde, 1936 Nobel Fizik Ödülü sahibi Victor Hess yüksek enerjili parçacıkların bir kaynağını keşfetmişti: kozmik ışınlar. Kozmik ışınlar, dış uzaydan gelen çok yüksek enerjili parçacıklardır. Dünya atmosferine çarptıklarında muazzam bir düşük enerjili parçacık sağanağı yaratırlar ki bunun fizikçiler için çok kullanışlı olduğu ispatlanmıştır.

 

1932’de Carl Anderson ve CalTech’ten genç bir profesör, kozmik parçacık sağanağı hakkında çalışırken, pozitif yüklü ve elektronla aynı kütleli bir parçacığın bıraktığı izi gördü. Bir yıllık çalışma ve gözlemler sonucu, izlerin gerçekten karşıt elektron olduğuna ve her birinin kozmik ışınların etkisiyle kendi yanına bir elektron ürettiklerine karar verdi. Karşıt elektronlara pozitif yüklerinden dolayı “pozitron” adını verdi. Doğrulama kısa bir süre içinde Occhialini ve Blackett’ten geldi, böylece bu çalışma Anderson’a 1936 Nobel Fizik Ödülü’nü getirdi ve Dirac’ın öngörüsü doğrulanmış oldu.
Uzun yıllar kozmik ışınlar, yüksek enerjili parçacıkların tek kaynağı olarak kaldılar. Keşiflerin akışı durmadı ama beklenen karşıt parçacığın, karşıt protonun keşfi için fizikçiler 22 yıl beklemek zorunda kaldılar.

 

1954: Güç araçları

Karşıt proton araştırmaları 1940’larda ve 1950’lerde laboratuvar deneylerinin o zamana kadarki en yüksek enerjili seviyelere çıkmasıyla kızıştı.
1930’da, 1939 Nobel Fizik Ödülü sahibi Ernest Orlando Lawrence “siklotron” denen proton gibi bir parçacığı onlarca MeV enerjiye çıkartan parçacık hızlandırıcıyı icat etti. Hemen ardından, karşıt protonun bulunması için harcanan efordan dolayı hızlandırıcılar çağı başlamış oldu. Ve yeni bir bilim dalı olarak parçacık fiziği doğdu.
Berkeley’deki Betatron’u 1954 yılında inşa eden yine Lawrence idi. (o zamanlar BeV idi, şimdi GeV denilmekte.) Betatron, 2 elektronu karşıt proton üretmek için en uygun yüzey olarak öngörülen 6,2 GeV’luk enerjide çarpıştırabiliyordu. Aynı zamanda başlarında Emilio Segre olan diğer bir fizikçi grubu karşıt protonları saptamak için yeni bir makine tasarladılar ve yaptılar.

Ekim 1955’te büyük haber

New York Times’ın ön sayfasından duyuruluyordu: “Yeni Atom Parçacığı Bulundu, Negatif Proton!” Karşıt protonun keşfiyle Segre ve takımı (O. Chamberlain, C. Wiengand ve T. Ypsilantis) doğanın temel simetrilerinden birinin kanıtında başarılı olmuş oldular: madde ve karşıt madde.

 

Segre ve Chamberlain 1959 Nobel Fizik Ödülü’ne layık görüldüler. Sadece bir yıl sonra, Betatronda çalışan ikinci takım (B. Cork, O. Piccione, W. Wenzel ve G. Lambertson) karşıt nötronu bulduklarını duyurdular.

 

1965: Karşıt çekirdek Düzenle

O zamana kadar atomu oluşturan 3 parçacığının da birer karşıt parçacığı olduğu biliniyordu. Yani, eğer parçacıklar atomda birbirlerine bağlanıp maddenin en küçük yapı birimini 1965’te karşıt döteryumun (ağır hidrojen), bir karşıt madde çekirdeğinin bir karşıt proton ve bir karşıt nötrondan oluşmuş hali (tıpkı döteryumun bir proton ve bir nötrondan oluşması gibi), bulunmasıyla geldi. Hedef, eşzamanlı olarak iki takım tarafından bulunmuştu: biri Antonino Zichichi önderliğinde CERN’deki Proton Synchrotron’u kullanmışlardı, diğerleri ise Leon Max Lederman başkanlığında New York’taki Brookhaven Ulusal Laboratuvarı’nın Alternating Gradient Synchrotron (AGS) hızlandırıcısını kullanarak başarmışlardı.

 

1995: Karşıt parçacıktan karşıt maddeye

Karşıt çekirdek yaptıktan sonraki soru, karşıt elektronlar karşıt çekirdekle karşıt maddeyi oluşturacak bağları yapabilir miydi?
Cevap oldukça sonra çok özel bir makine, CERN’nin eşsiz Düşük Enerji Karşıt Proton Çemberi (LEAR) sayesinde geldi. Hızlandırıcıların aksine LEAR aslında karşıt protonları yavaşlatıyordu. Fizikçiler bundan sonra bir pozitronu yani karşıt elektronu karşıt protonla bağ kurup gerçek bir karşıt hidrojen, gerçek bir karşıt madde atomu oluşturması için denemelere başladılar.
1995’in sonlarına doğru bu şekildeki ilk karşıt atomlar Alman ve İtalyan fizikçilerden oluşan bir takım tarafından CERN’de elde edildi. Sadece 9 karşıt atom üretilmesine karşı, haber tüm dünya gazetelerinin ön sayfasına çıkacak kadar heyecan uyandırıcıydı.
Başarı, karşıt hidrojen atomlarının karşıt dünya üzerindeki çalışmalarda, hidrojenin bilim tarihinde son asırda oynadığını role benzer bir rol oynayabileceğini söylüyordu. Hidrojen evrenimizin üç çeyreğini oluşturuyor ve kainat hakkında bildiklerimizin çoğu sıradan hidrojen hakkındaki araştırmalardan elde edilmişti.
Fakat akıllarda bir soru kalmıştı: karşıt hidrojen tamamen sıradan hidrojen gibi mi davranıyor? Bu soruyu cevaplamak için CERN yeni bir deney tesisi yapmaya karar verdi: Karşıt Proton Yavaşlatıcısı.

Madde nedir?

Madde kütlesi hacmi ve eylemsizliği olan her şeydir. Maddenin aynı zamanda kütlesi hacmi vardır. Maddenin üç fiziksel hali vardır:

 

1)Katı

Maddenin belirli bir şekle ve hacme sahip en düzenli halidir. Örnek,Tahta,Buz birer katı örneğidir.

2)Sıvı

Sıvı maddenin belirli bir hacmi vardır, ancak belirli bir şekli yoktur. Sıvıyı oluşturan tanecikler arasında az da olsa boşluk bulunur. Örnek Su. benzin, alkol

3)Gaz

Maddenin sıvı hal gibi belirli bir şekli yoktur. Bir gazın hacmi bulunduğu kabın hacmine eşittir. Gazların hacimleri basınç ve sıcaklıklarına bağlı olarak değişir. Hava, Karbondioksit, oksijen birer gazdır şeklindedir.

 

Tarihçesi :

Yazar Hamza Atac Temmuz 15, 2016

Eski Yunan bilim insanları ,maddenin daha küçük yapı taşlarından oluştuğunu ortaya koyan ilk insanlardır. Maddeyi çok küçük parçalara böldüğümüzde ,  atom adını verdikleri  temel yapı taşını  bulabileceklerini öngördüler.
Atom kelimesi, bölünemeyen anlamına gelir. Atomun ebedi ve parçalanamaz olduğunu ve böylece var olmanın temeli olduğunu düşündüler. Bir araya getirildiklerinde evrende görülen her şeyi meydana getirdiklerini düşündüler. Yunan bilim insanları daha ileriye giderek , düşünce ve duygularında atomlardan oluştuğunu düşündükleri tümleşik doğa teorisini ortaya koydular.
Modern atom konsepti ,her ne kadar eski Yunan bilim insanlarının öngördüğünden farklı olsa da, maddenin küçük ve bölünemez parçacıklardan oluştuğu fikri hala geçerliliğini koruyor ve maddenin temel yapı taşlarını bulmaya çalışan parçacık fiziğinin temelini oluşturuyor.
Modern Parçacık fiziğinin tarihi, 1897 yılında elektronu bulan J.JThomson ile başlıyor. İnsanlar o güne kadar atomların var olduğunu biliyorlardı, ancak atomun da bölünebilir olduğunu öğrenmek herkesi şaşırttı. Thomson , elektronun hidrojen iyonundan 2,000 kez daha küçük olduğunu göstererek , o zamana kadar bulunmuş en küçük parçacıkların elektronlar olduğunu gösterdi.(Hidrojen doğadaki en basit atomdur. Çekirdeğinde bir tane proton  ve onun etrafında dönen  bir elektronu  vardır. Hidrojen iyonu , hidrojen atomu elektronunu kaybettiğinde oluşur, kısacası yalnız bir protondur. )
Ernest Rutherford , atom çekirdeğinin küçük ve yoğun olduğunu  1911 yılında gösterdi. Rutherford  yaptığı saçılma deneyinden elde ettiği bilgilere göre; atomun büyük kısmı boşluklardan oluşmakta ve merkezinde yoğun çekirdek bulunmaktaydı. Bundan 2 yıl sonra 1913 yılında, Niels Bohr atom modelini ortaya koydu. Bohr, atomun merkezinde bir çekirdek olduğunu ve elektronların onun etrafında belli dairesel yörüngelerde  dolandığını  ortaya koydu. Ayrıca, Bohr elektronların bir yörüngeden diğerine atlayabileceğini gösterdi.
Araştırmalarına devam eden Rutherford ,1917 yılında protonu keşfetti.  James Chadwick , 1932 yılında elektrik yükü olmayan nötronu keşfettiğini duyurdu. Proton ve nötron birlikte nükleon olarak adlandırılır.
Bilim insanları  bu gelişmelerden sonra, maddenin daha da küçük parçacıklardan oluşup oluşmadığını ortaya koymak için çalışmalarına devam ettiler.
Teknolojinin gelişmesi ve parçacık hızlandırıcılarda ulaşılabilen  enerji seviyelerinin artması ile nükleonların iç yapısı da araştırılmaya başlandı. 1961 yılında, Robert Hofstadter nükleonların iç yapısı ile ilgili çalışmalardan dolayı Nobel Fizik ödülünü kazandı. 1964 yılında , Murray Gell-Mann ve George Zweig  birbirinden bağımsız şekilde kuark modelini ortaya koydular. Bu modele göre ; nükleonlar  kuark adı verilen noktasal parçacıklardan oluşmaktadır.
1980’lı yıllarda temel parçacıklar hakkında bildiğimiz tüm bilgiler Standart Model adı altında bir araya getirildi. Standart  Model, her ne kadar madde hakkındaki her şeyi açıklayamasa da , maddenin temel taşlarını açıklayan en iyi modeldir.
Standart model her şeyin 6 kuark , 6 lepton (elektron , müon, tau ve bu parçacıkların nötrinoları) ve kuvvet taşıyıcı parçacıklardan oluştuğunu ortaya koyar. Gördüğümüz her şey bu parçacıklardan oluşmaktadır.
Bunlar bildiğimiz maddenin en küçük yapı taşlarıdır. Bu parçacıklardan daha küçük başka temel parçacıkların olup olmadığı henüz bilinmiyor, en azından yaptığımız deneylerin hiç birisi böyle bir şeyin var olduğuna dair bir kanıt ortaya koymuyor. Fakat, Standart Modelin cevaplayamadığı hala bir çok soru var. Bu bilinmeyenlerin bizi nereye götüreceği henüz bilinmiyor.
Bu sorulardan birisi kara maddenin ne olduğudur . Evrende var olan maddenin büyük kısmını oluşturmasına rağmen , kara madde hakkında herhangi bir bilgimiz yok.
Eski Yunanlılardan şimdiye kadar büyük yol kat ettik. Fakat, yaptığımız araştırmalar hala, onların  her şeyin bölünemeyen küçük parçacıklardan oluştuğu fikrine dayanıyor.

 

Antimadde ve madde çarpışması tepkimesi sonucu ;

Madde ve anti-madde arasındaki çarpışma, her ikisinin de yok olmasına yol açabilir, aynı şekilde parçacıklar ve anti partiküller arasındaki çarpışma da böylece yüksek enerjili fotonlara (gama ışınları) veya diğer parçacık-anti partikül çiftlerine yol açabilir. Toplam kütle enerjisi korunur, bu nedenle bir pozitronla çarpışan bir elektron için gama ışını yayılır. Madde ve antimadde ise tamamen ortadan kalkar.
Madde karşıtı karşıt maddenin son sonucu, kütle-enerji denklik denklemi ile orantılı bir enerji salınımıdır, Bu enerji E = mc2 ile gösterilebilir

 

 

 

antimadde ile ilgili yazımızın sonuna geldik bu yazıyı beğendiyseniz daha fazlası için takip etmeyi unutmayın…

 

Kaynakça :

evrimagaci.org

diyadinnet.com

fizikakademisi.com

wikipedia. org

Berkay Kaşıkçı

17 aralık 2001 tarihin de doğdum ve kendimi bildim bileli elektronik cihazları tamiratı ile uğraş içindeyim. Akrabalarımızın ve ailelerimizin vesilesi ile bu yönde daha fazla yoğunluk verdim. Liseyi kazandığım gün ilk önceliğim uçak ve motor bakım meslek lisesiydi. listem de 3. sırada idi fakat gelmedi ve sağlık meslek lisesine gitmek zorun da kaldım . 4 sene boyunca sağlık dersleriyle yoğunlaştım ve burada eğitim görmeye başladım . Burada pek mutlu olmadığımı biraz geç fark ettim zaten çocukluk hayalini ben gerçekleştirememiştim burada ne işim vardı ? 4 sene sonun da üniversite sınavına girdim ve tek hedefim elektrik elektronik mühendisliği kazanmak idi. ve bu gerçekten çok zordu . Görmediğin derslerden çok zor sorularla  ve zor şartlar altında kazanmam gerekiyordu . Pes etmedim hırs ve azimle 2020 yılında elektrik ve elektronik bölümünü kazandım . Bir çok sertifikaya sahip ve öğrenmeye açığım . Burada bir çok eğitim paylaşılıyor bir çok danışman hocalarla eğitim veriliyor. Eğer siz de mühendis adaylarsanız ve öğrenmeye açıksanız burası tam size göre .Türkiye'yi daha iyi hale getirmek ve mühendis adaylarımızı yurt dışında ki rakiplerimizden çok daha iyi hale getirme dileğiyle kendinize iyi bakın...

Related post

Leave a Reply

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.