Parçaçık – Atom – Nükleer Fizik Nedir?

Parçacık fiziği nedir?

Çağdaş fiziğin en yoğun ilgi alanı, temel parçacıklar üzerine yapılan araştırmalardır. Parçacık fiziği ya da yüksek enerji fiziği olarak bilinen bu dal çok sayıdaki temel parçacık arasındaki ilişkilerin aydınlatılmasıyla uğraşır. Kararlı elektron ve protondan, 10'2°saniyelik ömrü olan çok kararsızlarına kadar geniş çeşitlilik gösteren bu parçacıklar, kabarcık odası gibi düzenekler aracılığıyla incelenir.

Çağdaş fiziğin kuramsal temellerini, kuvantum ve görelilik kuramları oluşturmaktadır. Fiziğin çeşitli dallarının konuları, deneysel yöntemleri ve kuramsal teknikleri ne kadar farklı olsa da, bu iki kuramın uyarlamalarına, birçok araştırma alanında rastlanmaktadır. Kuvantum mekaniği, elek-tromagrıetik ışınımın sürekli dalgalardan değil, enerji ve momentumlan, frekansları ile orantılı olan parçacığa benzer fotonlar-dan oluştuğunu ileri sürer. Klasik mekanik, bir olası değerler aralığında sürekli değişebilen fiziksel niceliklerle belirlenirken, kuvantum kuramının belirleyici özelliği kesikli (ayrık) değerler taşıması ve içkin olarak belirsizlik ilkesine yer vermesidir.

Albert Einstein'ın ortaya koyduğu görelilik kuramı iki temel postula üzerine kurulmuştur:

1) Bir ışık kaynağına göre hareket durumları ne olursa olsun tüm gözlemciler, ışık hızı için aynı değeri ölçerler.

2) Tüm eylemsiz koordinat sistemlerinde fizik yasaları aynıdır. Birinci postuladaki ışık hızının değişmezliği, deneysel olarak kanıtlanmıştır.

İkinci postula ise, klasik mekanik için de geçerlidir.

Atom fiziği nedir?

Klasik mekanik ve klasik elektromagnetizma, atom fiziğindeki problemlere uygulandığında kökten yanlışlıklara yol açmaktadır. Atomlar, çok küçük Güneş sistemleri olarak düşünülemez. Atomun yapısı, ancak kuvantum mekaniği temelinde kavranabilir. Daha ince ayrıntılar ise, görelilik kuvantum mekaniğini gerektirir.

Atomlar çok küçük olduğundan, bunların özellikleri ancak dolaylı deney teknikleriyle anlaşılabilir. Bunların başında, maddenin saldığı ya da soğurduğu elektromagnetik ışınımların ölçülmesi ve yorumlanmasıyla uğraşan

spektroskopi gelir. Tüm kimyasal elementler, özgün dalgaboylarında ışınımlar veren tayflar gösterir. Dalga mekaniği kullanılarak ve elektron kütlesi ve yükü, ışık hızı, Planck sabiti gibi bazı atom sabitlerinin yardımıyla belirtici dalgaboyları ve atomun enerjileri hesaplanabilir.

Nükleer fizik Nedir?

Atomdan yaklaşık on bin kez küçük olan atom çekirdeğinin yapısını ve kararsız çekirdeklerin ışımalarını araştıran bilim dalı nükleer fiziktir. Kararsız radyoaktif çekirdekler, alfa parçacığı, beta parçacığı, kütlesiz nötrinolar, pozitronlar gibi parçacıklar da salarlar (bak. radyoaktiflik).

Çekirdek özellikleri, saçılım deneyleriyle saptanır. Çok yüksek hızlara çıkarılan yüksek enerjili parçacıklarla bombalanan (dövülen) hedef çekirdeklerin bu çarpışmalardan sonraki dönüşümleri, çekirdek tepkimeleri olarak adlandırılır. Çekirdek bölünmesi ve çekirdek kaynaşması yeni elementlerin oluşmasına yol açan tepkimelerdir.