Parçacık Fiziğinin Tarihsel Gelişimi

1. Parçacık Fiziğinin Tarihsel Gelişimi MÖ 400 Democritus,atom fikrini ortaya attı. 1630G. Galileo Görelilik ilkesi. Klasik fiziğin iç çelişkisini, Galilei’nin görelilik ilkesinin, Maxwell’in elektromanyetik yasalarına uymaması oluşturuyordu. Galilei’nin görelilik ilkesi zamanın uzaydan tamamen ayrı ve bütün gözlemciler için aynı, yani mutlak olduğu ilkelerine dayanıyordu. 1804 J. Dalton, 2200 yıl sonra ilk bilimsel anlamdaki atom hipotezini ortaya attı. 1849 L. Fizeauışığın hızı 300.000 km/s olarak ilk kez ölçülür. 1865Maxwell, Mutlak zaman kavramı, Newton mekaniğinde etkileşmelerin sonsuz hızla yayılmasını öngörüyordu. Birçok yönüyle son derece başarılı olan Galilei görelilik ilkesi ve Newton mekaniği, Maxwell tarafından ortaya konulan ışığın yayılma teorisiyle çelişki içindeydi. Maxwell teorisine göre ışık, elektromanyetik bir dalgaydı ve çok büyük de olsa, sonlu hızla yayılıyordu. Bu teoride dalga denklemlerinin en temel özelliği, ışığın boşluktaki yayılma hızının mutlak sabit olmasıydı. 1869 Mendeleyev , elementlerin fiziksel ve kimyasal özelliklerindeki benzerlikleri göz önüne alarak elementlerin atom tartilarina göre siralandiklarinda, özelliklerinin periyodik bir tarzda tekrarlandiginigörmüs ve bu gün de kendi adini tasiyan, elementlerin periyodik sistemini kurmustur. 1887 A. Michelson ve E. Morley, saptanması olanaksız görülen esiri saptayabilmek umuduyla olağanüstü bir dizi deney yaptılar. Deneylerde, ışığın hızını, dünyanın kendi yörüngesinde dönme yönünde ve ona dik yönde ölçerek her iki halde de sonucun tamamen aynı olduğunu gördüler. Böylelikle, esir denen bir şeyin olmadığı anlaşıldı ve ışığın boşluktaki hızının hangi gözlemci tarafından ölçülürse ölçülsün her zaman sabit ve gözlemcinin hızına bağlı olmadığı da deneysel olarak kanıtlanmış oldu.

2. 1896 H. Becquerel , M. Curie. U, Po ve Ra’ un radyoaktifliği (Zayıf kuvvet) keşfedildi. • P. Zeeman güçlü bir mıknatısın kutupları arasına bir Bunsen ocağı yerleştirdi ve üzerine sofra tuzu koyarak sodyumun • sarı ışığını kendisinin yaptığı bir spektrometreyle inceledi. Manyetik alanda sarı çizgiler ayrışıyordu ( ince yapı ). • 1897 J.J. Thomson, elektronun varlığı keşfedildi. • 1899M. Planck, Planck sabitini tanımlayarak ışımanın kuantumlar şeklinde yayıldığını varsaydı (morötesi felaket). • 1905 Einstein, Özel Görelilik teorisinioluşturur. • Fotoelektrik olay, • Brown hareketi. • 1908Rutherford, alfa parçacıklarının helyum çekirdeği olduğunu ve radyoaktiviteyi keşfeder. Aynı yıl Nobel kimya ödülünü kazanır. • 1908H. Minkowski‘ nin bulduğu ek bir öğe olmaksızın özel göreliliğe tam bir anlam verilemez. Minskowski’nin temel nitelikteki yeni görüşü, uzay ve zamanı birbirinden ayrılmaz bir bütün olarak alması ve dört boyutlu bir uzay-zaman olarak nitelemesiydi. • 1911 Rutherford, Geiger ve Marsden radon 222’ yi kullanarak yayınlanan 5 MeV’ lik alfa taneciklerini altın yaprak • üzerine göndererek yaptıkları deney sonucu 8000 alfa parçacığının birinin metal levhadan yansıdığını kaydederek • çekirdeği keşfetti. (Çekirdek kuvveti) • Wilson Sis odasını (süpersoğutulmuş gaz) buldu. • 1912Kozmik ışınların gözlemlenmesi

3. 1913C.D. Ellis, Beta bozunumunun keşfi. A. Einstein ve O. Sternsıfır nokta enerjisi (Vakum enerjisi=Boşluk enerjisi) kavramını ortaya atar. Bohr atom modeli sadece tek bir kuantum sayısı içeriyor ve hidrojenin tüm spektral çizgilerini hesaplayabiliyordu. Bu atom modeliyle basta hidrojenin olmak üzere bazi elementlerin spekturumlariylaRydberg sabitinin mensei izahedilmekle beraber bir çok denel neticeler izah edilemedigi gibi Bohrpostulat'larinin biraz sunî oldugu da meydana çikmistir. Sommerfeld , Hidrojen atomundaki elektronların ışık hızına yakın hızlarda hareket ettiğini iddia ederek kuantum kuramına Özel göreliliğinde etkilerinin eklenmesi sonucu bohr kuramının bir yörünge tahmin ettiği yerde aslında iki yörünge olduğunu söyledi. Bu model daha sonra SOMMERFELD atom modeli ile tamamlanmak istenmistir. Bohr atom modelindeki elektronlarin dairesel yörüngeleri yaninda eliptik yörüngelerin de bulundugudüsünülmüstür. Gerek bu model ve gerekse elektronlarin hareketlerine izafiyet düzeltilme-sini de ilâve etmekle beraber spekturumlarin tam izahi mümkün olamamistir. 1915Einstein, Genel Görelilikteorisini oluşturur. 1919 Rutherford, Protonun varlığını keşfeder. 1922 O. Stern ve W. Gerlach,Parçacıkların iç açısal momentuma (spin) sahip olduklarını deneysel olarak gösterdiler. 1923A. Compton, bir fotonu bir elektronla çarpıştırarak fotonun parçacık gibi davrandığını gösterdi. Einstein predicted that electromagnetic fields weremade up of photons 1924L.V. De Broglie, doktora tezinde madde dalgalarından bahseder.

4. 1925S. Goudsmith ve G. Uhlenbeck, Zeeman olayının elektronun spin denilen bir kavrama sahip olmasıyla mümkün olabileceğini ortaya attılar. 1926 Schröedinger denklemi oluşturuldu. Klein Gordon denklemi oluşturuldu. 1928 P. Dirac, teorik olarak spin kavramını ve karşıtparçacıkları öngördü. 1929 E. Hubble, evrenin genişlediğini bulur. 1932 W. Heisenbergİzospin kavramını güçlü etkileşme yapan proton ve nötron arasındaki benzerlikleri açıklayabilmek için ortaya atar. O zamanlar p ve n’ un aynı parçacıklar olduğu sadece spine benzeyen bilinmeyen bir uyarmanın nötronun elektrik yükünü değiştirdiği düşünülüyordu. 1936Kozmik ışınlarda müon keşfedildi. Önce bunun Yukawa’ nınönesürdüğüpionlar olduğu düşünülmüştü.

5. 1930 Bethe, Chadwick ve Becker, Nötronu keşfetti. Kozmik ışınları gözlemek için dedektörler kuruldu ve Kozmik ışınlarda karşıtmadde doğrulandı. W. Pauli, Beta bozunmasını açıklayabilmek için nötrinonun varlığını önesürdü. 1933E. Fermi, beta bozunumunu açıklayan zayıf etkileşme teorisini (V-A teorisi) ortaya attı. H. Yukawa, kuantum ve özel görelilik teorisini birleştirerek nükleer kuvvetleri tanımladı. Bunun için proton ve nötron arasındaki etkileşmenin Pi mezon alışverişi yapılarak sağlandığını ileri sürdü. 1937 E. Wigner, pionların keşfinden sonra üç pionun aynı parçacığın farklı izospin durumları olduğunu düşündü. Gell-mann’ ın kuark modelinden sonra aslında bu benzerliğin u ve d kuarkın benzerliğinden kaynaklandığı anlaşıldı. ( π+, π0, andπ−I3 = +1, I3 = 0, and I3 = −1) Spin’e benzer şekilde herbirizdüşüm bir yük durumuna karşılık gelir. 1941 C. Mollerve A. Pais, Proton ve nötrona genel olarak nükleon adını verdi. 1946-47Müonun keşfi beklenmedik bir olaydı. I.I. Rabi “müonu kim sipariş etti?" dedi. "lepton" terimi güçlü etkileşmeye girmeyen parçacıkları tanımlamak için kullanılır.

6. 1947 Kozmik ışınlarda güçlü etkileşen bir mezon bulundu ve pion olduğu anlaşıldı. Fizikçiler elektron, pozitron ve fotonların elektromanyetik özelliklerini hesaplayabilmek için yeni prosedürler geliştirdiler. Feynman diyagram tekniğini oluşturdu. (1965 Nobel fizik ödülünü alır.) 1948 Berkeleysinkrosiklotron’ da ilk yapay pionuüretti. 1949 E. FermiveC.N. Yangpion, bir nükleon ve karşıtnükleonun birleşimidir.Bileşik parçacıklar kavramı oldukça radikaldi. K+keşfi ve bozunumu 1950 Tomonaga, Schwinger, Feynman ve Dyson, Kuantum elektrodinamiği (QED’) ni oluşturdu. keşfi W. Lamb, Hidrojenin tayf çizgilerinde ince bir kayma olduğunu ölçtü (Lamb kayması). nötrpionkeşfedildi. 1951 kozmik ışınlarda iki yeni tip parçacık keşfedildi. V-şeklinde izlere bakılarak bunların elektrik olarak nötr parçacıklara (lambda0 and the K0)bozunduğu keşfedildi. Vağır, kararsız atomaltı parçacıklar için kullanılan genel bir isimdir. Bu parçacıklar bir çift parçacığa bozunur. 1952 Glaser, Kabarcık odası, (Süperısıtılmış sıvı) Brookhaven Kozmotron, 1.3 GeVhızlandırıcı devreye girer. delta++, delta+, delta0, and delta-. parçacıkları keşfedildi. 1954 C.N. YangveRobert Mills “ Ayar Teorileri ” diye adlandırılır. O zamanlar farkedilmesede bu tip bir teori Standart Model’ in temelini oluşturur.

7. 1955 Karşıtproton keşfedildi. 1956Karşıtnötron keşfedildi. 1957T.D.Lee, C.N.Yang, kütleleri, ömürleri ve saçılma davranışları aynı olan Tau ve theta’ nınCosmotron deneyinde farklı şekilde bozunduğu görüldü. Parite korunum yasasına göre bu parçacıklar birbiriden farklıdırlar. J. Schwinger, zayıf ve elektromanyetik etkileşmeleri birleştirmeyi öneren bir makale yazdı. Super-Kamiokandecollaboration’ da, nötrinolar ‘ın kütleye sahip olduğu deneysel olarak gözlemlendi. • 1959C. Cowanand F. Reines, nötrino karakterine uyan bir parçacık dedekte edildi. Daha sonra bunun elektron nötrinosu olduğu anlaşıldı ve 1995 Nobel fizik ödülünü alır. • Julian Schwinger, Sidney Bludman, veSheldon Glashow, birbirlerinden bağımsız olarak tüm zayıf etkileşmelerin yüklü ağır bozonlartarafından yapıldığını önesürdüler.(W+ve W-.) Aslında yirmi yıl önce Yukawabozondeğiştokuşunu ilk kez ortaya atmıştı. Fakat o, zayıf kuvvetin aracı bozonununpion olduğunu iddia etmişti. • 1960, S. Glashow –Elektromanyetik ve zayıf kuvvetin (Elektrozayıf kuvvet) birleştirilebileceğini önesürdü. • 1961 Parçacıkların sayısı arttıkça parçacıkları organize etmek için matematiksel bir sınıflandırma (SU(3)grubu) yapıldı. • 1962 Deneyler elektron ve müonnötrinosuolmak üzere iki tip nötrino olduğunu doğruladı. Bu daha önce teorik olarak öngörülmüştü.

8. 1975Tau lepton CERN’ de keşfedildi ve bunun nötrinosununda olması gerektiği • önesürüldü. • 1979 PETRA deneyinde üçlü jet olaylarındagluon’ ların varlığı doğrulandı. • buttom (b-alt) kuark bulundu. • 1980Süpersimetrik Standart Model ve Sicim kuramı • W+,W- ve Z0 parçacıkları bulundu. (CERN- CarloRubbia) • E. Witten, M (Zar) teorileri oluşturuldu. • 1995Üst (t) kuarkınkeşfi, Tevatron (FNAL),Chicago • Süperkamiokande deneyiyle nötrinoosilasyonları gözlemlendi ve nötrinoların kütleye sahip olduğu anlaşıldı. • 2000BABAR, BELLE deneylerinde B mezonlar kullanılarak CP bozunumu gözlemlendi. • 2002 Güneş nötrinoları problemi çözüldü.