Standart model temel parçacıkları ve etkileşimlerini dört temel kuvvetten hangi üçüyle açıklamaktadır? Belirtiniz.
Cevap: Standart model temel parçacıkları ve etkileşimlerini dört temel kuvvetten şu üçüyle açıklamaktadır: elektromanyetik kuvvet, zayıf nükleer kuvvet (elektro-zayıf kuvvet) ve güçlü nükleer kuvvet. Bu üç kuvvetin taşıyıcı parçacıkları ayar bozonlarıdır. Elektromanyetik kuvvetin taşıyıcısı fotondur. Zayıf nükleer kuvvetin taşıyıcıları W⁺, W⁻ ve Z⁰ bozonlarıdır. Güçlü nükleer kuvvetin taşıyıcıları ise sekiz farklı renge sahip gluonlardır. Standart model dördüncü temel kuvvet olan kütleçekimi kuvvetini açıklayamaz. Kütleçekimi kuvvetinin taşıyıcısı olduğu düşünülen graviton ise henüz gözlemlenmemiş bir hipotetik parçacıktır.
Standart modelin çok başarılı ve kendi içinde tutarlı bir kuram olmasına rağmen hâlâ açıklayamadığı olayların olup olmadığını araştırınız. Araştırmanız esnasında topladığınız bilgileri farklı kaynaklardan doğrulayınız. Araştırmanızda yararlandığınız kaynakları belirtiniz.
Cevap:
Standart model, ayrıntılı bir şekilde test edilmiş başarılı bir teori olmasına rağmen açıklayamadığı sorular olduğu bilinmektedir. Şu anda standart model kısaca aşağıda açıklanan bazı konulara cevap vermekte yetersiz kalıyor:
-
Yerçekimi kuvveti ile ilişkili bir partikül var mı? Standart model kütleçekimini açıklamaz. Graviton’u (Eğer varsa, özellikleri fizikçiler arasındaki bir oy birliğinin konusudur.) Standart modele eklemek, şimdiye dek Standart Model’de keşfedilmemiş değişiklikler olmaksızın deneysel olarak gözlemlenmiş olanı tekrar yaratmaz.
-
Karanlık madde nedir? Evrenbilimsel gözlemler bize Standart Model’in evrende bulunan enerjinin sadece %4’ünü açıklayabildiğini söyler. Bilinmeyen %96’nın yaklaşık olarak %27’si diğer maddeler gibi davranan ancak Standart Model’in alanlarıyla zayıf etkileşimde bulunan karanlık madde olmalıdır.
-
Karanlık enerji nedir? Evrenin genişlemesi neden hızlanıyor? Evrenin genişlemesini hızlandıran ve evrenin enerjisinin yaklaşık %68’ini oluşturan gizemli bir kuvvet olarak tanımlanan karanlık enerji de Standart Model’in açıklayamadığı bir fenomendir.
-
Evrende neden bu kadar çok madde var? Büyük Patlama’dan sonra madde ve antimadde eşit miktarda üretilmiş olmalıydı. Ancak bugün evrende antimaddeye rastlamak çok zordur. Bu asimetriyi açıklayacak bir mekanizma Standart Model’de bulunmamaktadır.
-
Müonik hidrojenin ölçülen atomik yarıçapı doğru mu? Müonik hidrojen, elektron yerine müon ile bağlanan hidrojen atomudur. Müonun elektrondan daha küçük ve daha ağır olması nedeniyle müonik hidrojenin atomik yarıçapının da elektronik hidrojenden daha küçük olması beklenir. Ancak yapılan ölçümler, müonik hidrojenin yarıçapının Standart Model’in tahmininden daha küçük olduğunu göstermiştir. Bu farklılık yeni bir fizik işareti olabilir.
-
Hiyerarşi sorunu çözülebilecek mi? Hiyerarşi sorunu, Higgs bozonunun kütle değerinin çok küçük olması ve Planck ölçeği ile arasındaki büyük farktır. Bu farklılık, Higgs bozonunun kütle değerinin kuantum düzeltmeleriyle çok büyük ölçüde değişmesi gerektiği anlamına gelir. Ancak bu değişim gözlenmemiştir. Bu sorunu çözmek için süpersimetri gibi yeni fizik önerileri vardır.
-
Nötrinoların neden kütlesi var? Standart Model’e göre nötrinoların kütlesiz olması gerekir. Ancak nötrino salınımı deneyleri, nötrinoların kütleli olduğunu ve birbirine dönüştüğünü göstermiştir. Nötrinoların kütlesinin kaynağı ve değeri henüz bilinmemektedir.
Bu soruların yanı sıra, Standart Model’in genel görelilik ile olan tutarsızlığı ve iki kuramında kesin koşullarda geçerli çökmesi (örneğin, Büyük Patlama ve Kara delik olay ufku gibi boşluk-zaman tuhaflığının olduğu durumlar) de önemli bir problem olarak kabul edilmektedir.
-
Cevap:
-
