Download
1 / 13
E N D
LAMB KAYMASI HAKAN KILIÇ 070101062
Lamb mikrodalgaların hidrojen atomlarındanmikrodalgalar geçirildiğinde iki konum tarafından emilen enerjinin biraz farklı olacağınıve bu farkın da ölçülebilir olduğunu düşündü. Mastır öğrencisi Robert Retherford ile öne sürdürdüğü deneysel çalışmaları beklenen sonuçları gözlemelerini sağladı ve iki konumarasındaki enerji farkını ölçmeyi başardılar.Buna günümüzde Lamb kayması denilmektedir
Dirac kuramına göre bir elektronlu atomların kuantum sayısı aynı fakat –l- değerleri farklı olan enerji seviyelerinin çakıştığını ve ve optiksel ölçümlerle hidrojen tipi atomların İnce yapısını çözmek için yapılan deneylerde gözlenen spektrumlarla Dirac teorisi arasındaki küçük ayrılıklar olduğu ortaya konmuştur. Sonraki deneylerde (1937-1938) 2S1/2 ile 2P1/2 düzeylerinin çakışmadığı hatta 2S1/2 düzeyinin yukarıya doğru 0.03 cm kaydığı bulunmuştur. Bu konuyla ilgili sorun W. E. Lamb ve Rutherford tarafından 1957 de açıklanarak Kuantum Elektrodinamik kuramının da kurulmasına yol açılmış oldu.
Yapılan işlem şudur. Optik spektrumunu araştırarak hidrojenin ince yapısını çözmek yerine Lamb ve Rutherford 2S1/2 ve 2P1/2 düzeyleri arasında doğrudan bir radyo frekans geçişi uyarmak için Microdalga Tekniğini kullandılar. Radyo dalgalarının frekansları Ha çizgisi gibi optik çizgilere karşılık gelenden çok daha küçük oldukları için frekansla orantılı olan Doppler genişlemesi , radyo frakans deneylerinde önemli ölçüde azalır ve bu deney için ihmal edilecek bir durumdur. Deneysel yöntem S1/2 düzeyinin yarı kararlı olduğuna dayanmaktadır.
Aynı zamanda saf yapı sabiti denilen Planck sabitini, ışık hızı veelektronik yükün bileşimini de ölçebildiler. Bu yıllarca fizikte çok önemli bir roloynamıştı ve yaklaşık değerinin 1/137 olduğu bilinmekteydi.Lamb bunun tam değerinin1/137.0365 olduğunu kanıtladı. Lamb bu çalışmasıyla Nobel ödülünü almayıbaşardı.
Lamb kayması, kuantum elektrodinamiğinde ikinci sıralı etkiydi ve artık kesin birbiçimde ölçülebilmişti. Kuramcılar bunun teoride değişiklikler yapma zamanı olduğunufark ettiler. Öz enerji gibi ikinci sıralı etkilerin yapılan hesaplara göre sonsuz olduğuortaya çıkmıştı, ancak şimdi bu küçük olsalar bile sınırlı olduklarının bir kanıtıydı
Bukonuya yönelik bir konferans Haziran 1947’de New York Long Island’ın Shelteradasında yapıldı. . Konferansa Robert Oppenheimer, Hans Bethe, Victor Weisskopt,Hendrik Kramers, Julian Schwinger ve RichardFeyman gibi en önemli kuantumkuramcıları katıldı.Lamb bu konferansta çalışmalarını sundu vebüyük ilgi uyandırdı.Grubun esas ilgisi kuantum elektrodinamiğinin renormalizasyon konusuydu.
İkinci sıralıetkilerde oluşan sınırsızlık elenmek zorunda kalacaktı, ama uygun biçimde ele alınmak zorundaydılar.Tartışmalar teorinin tutarsızlıklarının nasıl giderileceği üzerindeyoğunlaştı. Renormalizasyon ya da “teorideki sabitlerin yeniden tanımlanması” en açık çözüm gibi göründü, fakat herkes bunun çok zorolacağını biliyordu.
Hans Bethe konferanstan sonra Cornell’e dönerkenyaptığı tren yolculuğuboyunca göreli olmayan kuantum mekaniğini kullanarak Lamb kaymasını hesaplamaya çalıştı ve Cornell’e gelişinden sonraki birkaç gün içinde de tamamladı. Kaba bir hesapolmasına karşın çelişkilerin yüzde doksanını açıkladı. Renormalizasyon fikrinin işeyaradığını gösterdi.Bethe tam bir göreli hesap yapıldığında diğer yüzde onluk kısmındaaçıklanabileceğinden emindi.Bethe’in başarı haberi hızla yayıldı ve bu erken gelen başarıbirçok kuramcının konuya olan ilgisini çekti.
Julian Schwinger, Richard Feynman, WillisLamb ve öğrencisi M. Kroll problemi çözmek için çalışmaya başladılar.Sonuçtabirbirinden bağımsız olarak problemi çözmeyibaşaranlarSchwinger, Feyman ve Japonbilimci Shin’ichiro Tomanaga (Şiniçiro Tomonaga) oldu.Bu üç bilim adamınıngeliştirdiği kuantumelektrodinamiğinin renormalizasyonu için geliştirdiği üç farklıformül’ün birbirine eşit olduğu 1947’de Cornell’den Freeman Dyson tarafındangösterildi. 1956’da Schwinger, Feyman ve Tomanaga çalışmaları sebebiyle Nobel Ödülü’nü kazandılar.
Kaynaklar: (1)-Süleyman BOZDEMİR, M. Serdar ÇAVUŞ, ‘’Kuantum Kuramı ve Felsefesi’’, Bilim ve Ütopya, Sayı 134 Ağustos 2005 (2)-Barry PARKER, ‘’Kuantumu Anlamak’’,Türkçesi: Elif AKLIN, Güncel Yayıncılık, Nisan 2005
