Sicim Teorisine Genel Bir Bakış

İnsanoğlu soyut düşünmeye başladığından bu yana maddeyi anlamaya çalışmıştır. Bu konu anlaşılmaya çalışıldıkça karmaşıklaşmıştır.

Hayal edin her yerde kımıl kımıl titreyen iplikçikler. Bu iplikçilerden oluşan atom altı parçacıklar.

‘‘Sicim’ adı klasik yaklaşımda ‘‘sıfır boyutlu noktalar’’ şeklinde tarif edilen atom altı parçaların aslında ‘‘ bir boyutlu ve ipliksi varlıklar’’ olabileceği varsayımına dayanır.

Sicim kuramı belirli bir şekilde titreşen ipliksilerin, kütle ve yük gibi özelliklere sahip parçacıklar gibi davrandığını söyler.

1980lerde fizikçiler, sicim teorisinin doğadaki başlıca dört kuvvetin (yer çekimi, elektromanyetizma, güçlü kuvvet[kuvvetli nükleer güç], zayıf kuvvet[zayıf nükleer güç]) ile maddenin tüm bir kuantum mekaniği modelini (Fizikte Birleşik Alan Teorisi) birleştirme potansiyeline sahip olduğunu fark ettiler.

Kuramın temeli, gerçekliğin bileşenlerinin rezonans frekanslarında titreşen ve Planck uzunluğunda (  mm) sicimler olduğudur.

Bu fikir henüz deneysel olarak gözlenmeyip matematiksel bir modeldir. Ve bu model 6 yeni boyut daha önerir, fakat bu boyutları standart anlamdaki mekân ve zaman boyutları değil, bunlara bağlı alt boyutlar gibi tanımlar. Bildiğimiz 3 uzay ve 1 zaman boyutu üzerinde dairesel olarak katlanmış fazladan boyutlardır.

Peki, bu boyutları neden mi fark etmiyoruz? Bunu bir örnekle açıklayalım.

Örneğin 2mm bir misine uzaktan bakıldığında onun tek boyutlu görürüz. Lakin bu misinanın üstünde olan bir mikro organizma için iki boyutlu hatta üç boyutludur.

Evreni açıklayan iki temel kuram yani Einstein’ın yıldızlar, galaksiler gibi çok büyük boyuttaki cisimleri açıklayan göreliği ve atom, atom altı parçacıklar gibi küçük boyutta ki cisimleri açıklayan kuantum mekaniği vardır. Her iki kuramda aynı evren, açıkladığına göre birleştirilmelidir. İşte bu teori parçacık fiziğinde kuantum mekaniğini ile Einstein ile genel görelik kuramını birleştiren bir teoridir. Sicim teorisi membran(İnce zar) teoremi (M-Kuramı) olarak adlandırılmaktadır. Bu teoride parçacıkların sicim değil de, bir membran gibi olduğu ve farklı boyutlarda büzüştüğü düşünülmektedir.

Tabi bu gibi faktörler de bu teorinin ispatlanması-gözlenmesinin pek olası olmamasına sebep oluşturuyor. Pek çok fizikçide bu yüzden bu teoriyi kabul etmemektedir. Çünkü bu zarlar ışığın en küçük dalga boyundan bile küçük olduğu için görüntülenmesi, ölçülmesi günümüzde pek mümkün değil ve başka bir ispat yolu da bilinmiyor.

İki parçacık belli bir konumda ya da noktada çarpışmak yerine sicimlerin etkileştikleri an ve konum artık tek nokta değil bir yüzey olduğundan belirsizdir. Bu yüzden o tekil noktanın hesaplanmasında oluşan sonsuzluk problemi ortadan kalmış oluyor. Bu sonsuzluktan ‘‘renormalizasyon’’ denen yöntem ile ortadan kaldırılır. Ama Standart modelle genel göreliğin birleştirilmeye çalışıldığında bu yöntemle işe yaramaz. Temel parçacıklar, yani fermiyonlar ve bozonlar olmak üzere ikiye ayrılır fermiyonlar (örneğin elektron) maddeyi oluşturan öğedir. Bozonlarsa (örneğin Higgs bozonu) kuvvet taşıyıcılardır. Wolfgang Pauli’nin ilkesine göre, aynı kuantum özellikleri taşıyan iki fermiyon bir arada bulunamazken, bozonlar için böyle bir sınırlama yoktur. İki katının birbirinin içinden geçememesinin nedenin temelinde fermiyonların birbirini itmesi olayı yatar.

Her bir sicimin titreşim kipi farklı ve farklı kuantum özelliklerine sahiptir. Yalnızca bozonik kipleri aldığımızda kuantum mekaniği ile sicim kuramı tutarlı olması için 26 boyut gerekir. (25 uzay, 1 zaman) Ve her bozona ya da fermiyona karşılık gelen aynı kütleye sahip fermiyon ya da bozon geliyorsa bu simetriye “süpersimetri” denir. Ancak kütlelerinin aynı olması yüksek enerjilerde aralarındaki simetrinin kırılmış olması durumunda geçerli olur. Bu nedenle kuramsal parçacıkların adlarının önüne süper takısı eklenmesinin sebebi bozon ve fermiyonların karşı guruptan eşlerinin daha ağır olması gerektiğindendir. Örneğin bu kuramda kuarklarla beraber skuarklar; fotonlarla birlikte fotinolar gereklidir. Bu durumda otomatikle standart modeldeki parçacık sayısını iki katına çıkarmaktadır ve henüz süpersimetri çifti gözlemlenememiştir. Bunun getirdiği sebepte süpersimetrinin kırılmış olma olasılığıdır. Ancak çok yüksek enerjilere ulaştığımızda bunları gözlemleyebileceğiz. Yüksek enerjilerde kuram süper simetrikken düşük enerjilerde gözlemlenmemesi suyun farklı fazlarına benzetilebiliriz. Ama henüz gözlemlenmemiş olmasına rağmen kuramsal fizikçilerinin çoğunluğu matematiksel güzelliğinden dolayı süpersimetrinin varlığına ikna olmuş durumdadırlar.

Eğer sicim teorisinde süpersimetri kabul edilirse, kuantum mekaniği ile tutarlılık için 10 boyut (9 boyut, 1 zaman) olması gerekir.  Yani bildiğimiz 4 boyuta 6 boyut daha eklenmesi gerekir. Peki, bu mümkün mü?

Ve bu çok boyutta oluşan evrenlerin bazıları bize benzerken, büyük kısmının şekillerinin bile evrenimize hiçbir benzerliği yoktur. Yani standart model içermemektedir.

Evreni verecek olan 6 boyutlu uzayı nasıl seçileceği, Sicim Teorisi’nin en derin problemlerinden biri.

Ve bir gün sicim teorisi daha iyi anlaşıldığında bu problemin de çözüm bulacağı öngörülmektedir.

Yazan: Selim ÖZTEMEL

Kaynaklar:

Bilim ve Teknik Ağustos 2002 (Sicim Kuramları)

Evrenin Zarafeti – Brian Greene

Saklı Gerçeklik –  Brian Greene

http://bilimfili.com (Sicim Teorisi Kuantum Mekaniğinin Temeli Mi?)

http://www.ntv.com.tr/arsiv/id/25091385/ (String Teorisi)

YouTube Kanalımız

Selim Öztemelhttps://cilginfizikcilervbi.com
Çılgın Fizikçiler ve Bilim İnsanları kurucusu, yazarı, YouTube kanalı editörü

Popüler Yazılar

Gökbilimciler Dünyanın Kesin Ölüm Tarihini Hesaplamayı Başardılar

Gökbilimciler Dünyanın Kesin Ölüm Tarihini Hesaplamayı Başardılar Bilim insanları çalışmalarında, gezegenlerin yapısı dışında, yaşanabilir bölgede geçirdikleri zaman ve oradan tekrar ayrıldıkları zamanla da ilgilenirler....

Nikola Tesla ’nın 116 Yıl Sonra Ortaya Çıkan Röportajı!

Nikola Tesla’nın 116 Yıl Sonra Ortaya Çıkan Röportajı! Gazeteci: Bay Tesla, sizin için kozmik süreçlere karışan biri diyorlar. Sahiden siz kimsiniz? Tesla: Bu doğru bir soru,...

IQ Yükseltme (%40 Varan Fark)

IQ Yükseltme (%40 Varan Fark) Eski dönemde araştırmacılar, bireyin hafızasını ve IQ seviyesinin yükselemeyeceğini bunu biyoloji bir etken genetik özellik olduğunu iddia ediyorlardı. Fakat günümüz...

Işık Saçan Güneş Ve Yıldızlarla Dolu Olduğu Halde Neden Uzay Siyahtır?

Işık Saçan Güneş Ve Yıldızlarla Dolu Olduğu Halde Neden Uzay Siyahtır? Uzay denildiğinde aklımıza kapkara ve sonsuz bir boşluk gelir. Oysa hepimiz biliriz ki; uzayda...

İlgili Yazılar

4 Comments

Leave a reply

Please enter your comment!
Please enter your name here

%d blogcu bunu beğendi: