Bilimin Ruhu - Uzayın Derinliklerine Uzun Bir Yolculuk

Elektromanyetizma

En son kuantuma ufak bir giriş yapmıştık. Bu bölümde sizlere kuantum alanlarından  ve genel olarak doğanın bilinen kuvvetlerinden bahsedeceğim.
Fakat her şeyden önce ne yazık ki artık bölümlerimiz hikaye şeklinde devam etmeyecek. Çünkü hikaye şeklinde yazmakta pekte başarılı olmadığımı düşünüyorum ve sürekli aynı şeyleri tekrarlamak bana zor geliyor ayrıca dil bilgimde yetersiz ve sonuçta ben iyi bir yazar değilim ve amacım iyi bir "hikaye" yazarı olmak değil ama yine de size bölümlerimizin geri kalanını anlatmaya çalışacağım.

Şimdi doğanın bilinen dört kuvvet sınıfını anlatayım ;

1. Kütleçekim kuvveti : Bu dördü arasında en zayıf olandır ama uzun menzilli bir kuvvettir ve çekim kuvveti olarak evrendeki her şeyi etkiler. Büyük cisimlerin çekim kuvvetleri birbirine eklenir ve diğer tüm kuvvetlere hükmedebilir.

2. Elektromanyetizma : Bu da uzun menzilli bir kuvvetir ve kütleçekimden çok daha güçlüdür, ancak sadece elektrik yüklü olan parçacıkları etkiler; aynı işareti taşıyan yükler arasında itme , farklı işaretleri taşıyan yükler arasında çekmim etkisi yaratır. Yani büyük cisimler arasındaki elektrik kuvvetleri birbirlerini ortadan kaldırır, ama atom ve moleküller düzeyinde hüküm süren onlardır. Elektromanyetik kuvvetler bütün kimyanın ve biyolojinin sorumlusudur.

3. Zayıf Nükleer Kuvvet : Radyoaktiviteye neden olur. Erken evrendeki ve yıldızlardaki elementlerin oluşmasında hayati bir görevi vardır. Ancak günlük yaşamımızda bu kuvvetle karşılaşmayız.

4. Güçlü Nükleer Kuvvet : Atomun çekirdeğindeki nötron ve protonları bir arada tutar, bu önemlidir çünkü proton ve nötronlarda kuark adını verdiğimiz çok daha küçük parçacıklardan oluşmaktadır. Güçlü nükleer kuvvet güneş ve nükleer güç için enerji kaynağıdır, ama zayıf nükleer güçte olduğu gibi onunla da doğrudan bir ilişkimiz yoktur.

Kuantum uyarlaması yapılan ilk kuvvet elektromanyetizma olmuştur. Kuantum elektrodinamiği veya kısaca "KED" denilen elektromanyetik alanın kuantum kuramı 1940'larda Richard Feynman ve diğerleri tarafından geliştirildi ve bütün kuantum alan kuramlarına model oluşturdu. Belirtmiş olduğumuz gibi klasik kuramlarda kuvvet alanları, bozon denilen çeşitli temel parçacıklardan oluşmuştur; bozonlar kuvvet taşır, madde ve parçacık arasında gidip gelerek kuvvetin aktarılmasını sağlarlar. Madde parçacıklarına fermiyonlar denir. Elektronlar ve kuarklar fermiyonlara örnektir. Foton veya ışık parçacığı bozona örnektir. Elektromanyetik kuvveti ileten bozondur. Bir madde parçacığı (örneğin elektron) bir bozon veya kuvvet parçacığı yayar ve geri teper. Tıpkı mermisini fırlattıktan sonra geri tepen bir top gibi. Sonra kuvvet parçacığı bir başka madde parçacığıyla çarpışarak soğrulur ve o parçacığın hareketini değiştirir. KED'e göre yüklü parçacıklar arasındaki bütün etkileşim, foton değişimi kavramıyla tanımlanır.

KED'in öngörüleri test edilmiş ve deney sonuçlarıyla büyük bir uyumluluk gösterdikleri anlaşılmıştır. Ancak KED'in gerektirdiği matematiksel hesaplamaları yapmak zor olabilir.

                               Stephen Hawking
                             "Büyük Tasarım"
                        
                           Kitabından alıntıdır.