MADDE ANTİMADDE ASİMETRİSİ

1. KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ FİZİK BÖLÜMÜ 070101066 EKREM KAYA MADDE ANTİMADDE ASİMETRİSİ

2. 1928–1995 Başlangıç • Karşıt maddenin tarihi PAUL DİRAC adlı genç bir fizikçinin matematiksel denkleminin garip çıkarımıyla başlar. • Dirac her parçacığın kendisiyle tıpatıp aynı ama yükü zıt olan bir karşıt-parçacığı olacağı anlamına geleceğini açıkladı. Mesela elektron için her yönüyle aynı ama pozitif yük içeren bir karşıt-elektron olmalıydı. Nobel konferansında karşıt maddeden oluşan tamamen yeni bir evrenin varlığını kurgulamıştı.

3. 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. • 1930‘da gizemli karşıt parçacık avı başladı. O yüzyılın daha öncesinde, Victor Hess yüksek enerjili parçacıkların bir kaynağını keşfetmişti: kozmik ışınlar.

4. 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. 1930 - Doğanın Yardım Eli • 1932'de Carl Anderson, kozmik parçacık sağanağı hakkında çalışırken, pozitif yüklü ve elektronla aynı kütleli bir parçacığın bıraktığı izi gördü.

5. 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.

6. Güç Araçları • 1930'da, Ernest Lawrance (1939 Nobel Ödülü sahibi) 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 yüksek enerji fiziği doğdu.

7. Ekim 1955'de büyük haber New York Times'ın ön sayfasından duyuruluyordu: "Yeni Atom Parçacığı Bulundu, Negatif Proton!". Karşıt protonun keşfiyle Segre ve takımı doğanın temel simetrilerinden birinin kanıtında başarılı olmuş oldular: madde ve karşıt madde. • Betatron, 2 elektronu karşıt proton üretmek için en uygun yüzey olarak öngörülen 6,2 GeV’lik enerjide çarpıştırabiliyordu. Aynı zamanda başlarında EmilioSegre olan diğer bir fizikçi grubu karşıt protonları saptamak için yeni bir makine tasarladılar ve yaptılar.

8. 1995- KarşItParçacIktan KARŞIT 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 (LowEnergy Anti proton Ring (LEAR)) sayesinde geldi.

9. 1995'in sonlarına doğru bu şekildeki ilk karşıt atomlar Alman ve İtalyan fizikçilerden oluşan bir takım tarafından CERNde 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. • 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.

10. Hidrojen evrenimizin 3 çeyreğini oluşturuyor ve kainat hakkında bildiklerimizin çoğu sıradan hidrojen hakkındaki araştırmalardan elde edilmişti. • Fakat karşıt hidrojen tamamen sıradan hidrojen gibi mi davranıyor? Bu soruyu cevaplamak için CERN yeni bir deney tesisi yapmaya karar verdi: Karşıt-proton Yavaşlatıcısı ( theAntiprotonDecelerator (AD) ).

11. Teknolojide Antimadde • Antimadde hakkında yapılan bilimsel çalışmalar sonucu elde edilen veriler, pratik hayatımızı kolaylaştırmak amacıyla teknolojiye uyarlanıyor. Modern teknolojide anahtar rolü oynayan antimadde tıpta, pozitron salma tomografisi (PET) taramaları, beyin ve kalp fonksiyonlarının saptanmasında kullanılıyor.

12. Uygulamada hastaya pozitron yayan radyoaktif madde enjekte ediliyor. Pozitronlar, yakındaki elektronlarla bir araya geldiklerinde parçacıklar yok oluyor ve gama ışıması • meydana getiriyorlar. Bu ışın PET tarayıcısı tarafından algılanıp organların görüntülenmesinde kullanılıyor.

13. Bilim adamlarının üzerinde durduğu bir ko­nu ise antimadde üreterek bunların madde ile birbirlerini yok etmeleri sonucu oluşacak gama ışınlarından enerji elde etmek. Örneğin 1 kg benzin yanarak 9,1 milyon joul, 1 kg uranyum fizyonla 82 milyon joul enerji verir­ken, 1 kg protonun antiprotonla reaksiyonu so­nucu 9 milyar joul enerji açığa çıkar.

14. ve büyük maliyetler gerektiriyor. Şu an için üretilmiş antimadde üreten cihazların verimlerinin düşük olmasının da bunda büyük payı var. • Bu derece yüksek enerji elde etme fikri uzmanların anti maddeye olan merakını artırıyor. Özellikle ABD Hava Kuvvetleri, antimadde enerjisini kullanarak uzaya roketler gönderme hayalleri peşinde. Fakat bu yakın gelecek için mümkün görünmüyor. Çünkü anti­maddenin üretimi için gerekli olan enerji, oluşacak enerjiden fazla

15. KAYNAKLAR: • http://tr.wikipedia.org/wiki/Antimadde • http://fizikbilgisi.com/antimadde.htm Eğitimbilim; Sayı:68, Mayıs 2004 • Googlegörsellerden fotoğraflar 