1967' de Abdus Salam ve Steven Weinberg' in oluşturduğu " elektrozayıf etkileşmeler kuramı" yardımıyla yüksek enerjilerde elektromanyetik etkileşmelerle zayıf etkileşmeler tek bir etkileşmenin değişik görünümleri şeklinde yorumlanabilmiştir. Salam-Weinberg Kuramı'nda, elektromanyetik kuvvetlerin foton adı verilen elektrikçe yüksüz kuantumlar aracılığıyla iletildiği kabul ediliyor. Elektromanyetik etkileşmelerin uzun erimli olması foton kütlesinin sıfır olmasıyla açıklanmaktadır. Zayıf etkileşimlerin kuantumları ara bozonlardır. Zayıf kuvvetlerin çok kısa erimli olup ancak "10 üzeri eksi 16 cm" den daha küçük mesafelerde etkin olmaları onların belirli kütlesi olmasıyla olası. Bu yüzyılın en büyük keşiflerinden biri 1983 yılında Cenevre' de CERN (Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi) laboratuvarlarında gerçekleştirilidi: Zayıf bozonlar, öngörülen kütle değerlerine çok yakın enerjilerde gözlendi.
Parçacıklar, etkileşimleriyle kendilerini “gösterir”. Bunlar şu dört temel kuvvete maruz kalır: şiddetli, elektromanyetik, zayıf ve gravitasyonal. Parçacıklar arasında etkileşim alan parçacıklarının ya da kuantumlarının birbiri arasındaki değişimi olarak tanımlanır.
Fermilab’da fizik tarihi üzerine bir konferansta Paul Adrien Maurice Dirac(1902-1984) eşitliğinin sonuçlarını-yeni bir parçacığın, birkaç yıl sonra Carl Anderson’un keşfettiği pozitronun varlığı- benimsemenin kendisine nasıl da zor geldiğini anlatmıştı. 1927’de böylesine köktenci düşünmek fiziğin töresine aykırıydı. Dinleyicilerden Victor Weisskopf, 1922’de Einstein’ın bir artı elektronun varlığını tahmin ettiğini söyleyince Dirac, elini sinek kovar gibi salladı ve ekledi “ O şanslıydı.” 1930’da Wolfgang Pauli, nötrinonun var olması gerektiğini öngörmeden önce ecel terleri dökmüştü. Sonunda parçacığı ehveni şer olduğu için bağrına bastı;çünkü tehlikede olan enerjinin korunumu yasasıydı. Yeni parçacıkların tanıtımına yönelik bu kuramcılık bitmedi. Profesör Bob Dylan’ın dediği gibi zamanlar değişiyordu.
‘Yedi Samuray’
Yukawa’nın ekibinde kendisiyle birlikte yedi kişi vardı. Onlara Yedi Samuraylar adı takılmıştı. Onlar Anderson ve Neddermeyer’in deneysel keşfinden aldıkları güçle mezonun özelliklerini araştırmaya başladılar. O yıllarda Japonya’da da bilim kendisini siyasetten pek ayıramıyordu. Yedi Samuraydan biri olan Mituo Taketani, antimilitarist ve marksist inançları yüzünden 1938’de yedi ay tutuklu kaldı. Sonra Yukawa’nın gözetimine verildi.Felsefedeki değişimin öncüsü yeni görüngüleri açıklamak için özgürce yeni parçacıklar varsayma sürecini başlatan kuramcı Hideki Yukawa(1907-1981) idi. 1935’te proton ve nötronlar arasında bir tür parçacık değiş tokuşu olduğu düşündü, pionlar adı verilen bu parçacıkları Yukawa icat etmişti. Yukawa,1949’da mezonun varlığını öngörmesinden ötürü Nobel ödülünü aldı;ertesi yıl da Powell ve ekibi mezonu keşfettiği için Nobel ödülünü aldı.
1950’lerde 60’ların başlarında kuramcılar yüzlerce hadronu sınıflandırmak,maddenin bu yeni katmanında bağlantılar ve özellikler arıyorlardı. Hadron bir yandan heyacan vericiydi; ama öte yandan da baş ağrısıydı. Thales’in, Empedocles’in, Democritos’un zamanından beri peşinde koştuğumuz basitlik neredeydi? Bu varlıklar yönetilemez bir hayvanat bahçesini andırıyordu.
Bu bölümde Democritus’un Boscovich’in ve diğerlerinin düşünün sonunda nasıl da gerçekleştiğini göreceğiz. Geçmişte ya da şimdi,evrendeki tüm maddeleri yapmak için gerekli parçacıkların ve bu parçacıkları etkileyen kuvvetleri içeren standart model’in kuruluşunun güncesini tutacağız. Bazı bakımlardan bu model her madde türünün kendi görünmez atomu olduğu ve atomların birbirleriyle tamamlayıcı biçimleri yüzünden birleştiği Democritos’un modelinden daha karmaşıktır. Standart modelde madde parçacıkları birbirine daha başka parçacıklarla taşınan üç farklı kuvvetle bağlanır. Tüm bu parçacıklar birbirleriyle matematiksel olarak betimlenebilen ama görselleştirilemeyen içinden çıkılmaz bir tür dansla etkileşir. Yine de standart model bazı bakımlardan Democritus’un hiç düşleyemediği kadar basittir. Feta peyniri için ayrı,diz kapağı kemiği için ayrı, brocoli için ayrı atoma gereksinimimiz yoktur. Yalnızca az sayıda atom vardır. Onları çeşitli biçimlerde birleştirip herşeyi yapabilirsiniz. Bu temel (öğesel) parçacıkların üçüyle, elektron, müon ve nötrinoyla zaten tanışmıştık. Az sonra diğerleriyle tanışacak ve birbirlerine nasıl uyduklarını göreceğiz.
Bu utkusal bir bölüm,çünkü temel bir yapıtaşı araştırmamızda yolun sonuna geldik. Ancak 1950’lerde ve 60’ların başlarında nihayet Democritus’un bilmecesini yanıtladığımız konusunda bu kadar heyecanlı değildik. Yüz hadron başağırısı yüzünden birkaç öğesel parçacık bulma öngörüsü oldukça pusluydu. Fizikçiler doğanın kuvvetlerini betimlemede çok daha fazla ilerleme göstermişlerdi. Dört tanesi açık olarak ayırt edilmişti: yer çekimi, elektromanyetik kuvvet,güçlü kuvvet ve zayıf kuvvet. Yerçekimi astrofiziğin alanıydı çünkü hızlandırıcı laboratuvarlarında uğraşılamayacak kadar zayıftı. Bu bir yana bıraktığımız şey sonradan bizi sık sık ziyarete gelecekti. Ama diğer üç kuvveti kontrol altına alıyorduk. |