|
Sicim teorisi |
Süpersimetrik sicim teorisi |
Sicim teorisi, partikül fiziğinde kuantum mekaniği ile Einstein'in genel görelilik kuramını birleştirmeye çalışan bir teoridir. ‘Sicim’ adı, klasik yaklaşımda sıfır boyutlu noktalar şeklinde tarif edilen atomaltı partiküllerin, aslında bir boyutlu ve ipliksi varlıklar olabileceği varsayımına dayanır.
Sicim kuramı, belirli bir biçimde titreşen ipliksilerin,
kütle ve yük gibi özelliklere sahip partiküller gibi davranabileceğini söyler.
1980'lerde fizikçiler, sicim kuramının doğadaki başlıca dört temel kuvvet (kütle
çekimi, elektromagnetizma, güçlü etkileşim ve zayıf etkileşim.) ile maddenin
tüm türlerini bir kuantum mekanik modelinde birleştirme potansiyeline sahip
olduğunu fark ettiler.
Sicim kuramı hızla gelişen ve üzerinde çok çalışılan bir
alan olmakla birlikte, henüz deneysel gözlemi mümkün olmamış matematiksel bir
modeldir. Kuramdaki temel fikir bileşenlerinin, rezonans frekanslarında
titreşen ve planck uzunluğundaki (10−35 mm civarı) sicimler
olduğudur.
Sicim teoremi 6 yeni boyut daha önerir; fakat bu boyutları
standart anlamdaki mekân ve zaman boyutları değil, bunlara bağlı alt boyutlar
gibi tanımlar (bildiğimiz 3 uzay ve 1 zaman boyutu üzerinde dairesel olarak
katlanmış ekstra boyutlar). Örnek olarak bu boyutlardan biri 5. boyut olan
paralel evren veya zamanda kırılma yaşanılan boyuttur. Bilindiği gibi herhangi
bir atomdaki herhangi bir elektron bile katman değiştirse yeni bir paralel
evren oluşabilir.
Yine örnek olarak çok ince bir tel düşünelim 2 mm
kalınlığındaki bu tel uzaktan bakılınca bizim için tek boyutlu bir doğrudur; diğer
boyutları yok gibidir. Fakat bu telin üzerinde hareket eden bir karınca için
telin üzerinde, sağa ve sola gidip tur atılabilir yönlerde de boyut vardır. İşte
o boyutlar ancak o seviyeye inince anlam kazanır ve her zaman görünmezler.
Atomun temel yapıtaşları olan proton ve elektron, kendilerini
oluşturan alt partiküllerden meydana gelmiştir. Bu partiküller,
laboratuvarlarda yapılan deneylerle saptanmış, fakat, ‘bunların altında hangi
partiküller vardır’ ve ‘bunların yapı taşı nedir’ sorularına cevap bulunamamıştır.
İşte bu partiküleri birbirinden farklı kılan, sicim teorisine göre, sicimsi partikülleridir
(6 farklı boyut içeren ve değişik titreşimli). Bu sicimler bir frekansta
titreşip protonu, başka bir frekansta titreşip elektronu oluşturur. Sicimler
farklı titreşimlerde bulunarak farklı temel partikülleri meydana getirir. Bu
nedenle bildiğimizden fazla boyut kavramı ortaya çıkmıştır.
Şu anda evreni açıklayan iki
fizik teorisi vardır:
·
Birincisi, yıldızlar, galaksiler gibi çok büyük
boyutlu maddeleri açıklayabilen, Einstein'ın görelilik teorisi.
·
İkincisi atomlar gibi çok küçük boyuttaki
maddeleri açıklayabilen kuantum mekaniği.
Bu iki teori de aynı evreni açıkladığına göre, ikisi bir
teoride birleştirildiğinde evreni bütünüyle anlamak mümkün olmalıdır; ancak böyle
bir birleştirme, bugüne kadar başarılamamıştır. Yapılan birkaç denemede bazı
olasılıklar bulunmuş, fakat bu olasılıkların sonsuz değer verdiği görülmüştür.
Oysa olasılık 0 dan küçük 1 den büyük olmamalıdır. Sicim kuramından
yararlanılarak yapılan çözümlerde bu sonsuzluklardan kurtulunup makul sonuçlar
elde edilebilmiştir. Bu birleşim, şimdiden bilim tarihinin en büyük adımı
olarak kabul edilmektedir.
Sicim teoremi son gelişmeler ışığında membran (ince zar)
teoremi (M-Kuramı) olarak anılmaktadır. Partiküllerin sicim değil, bir membran
gibi olduğu ve farklı boyutlarda büzüştüğü düşünülmektedir. (Membran-M olarak
da adlandırılmaktadır.)
Birçok fizikçi ispatlanabilir bir teori olmadığı için bu
teoriyi benimsememektedir. Çünkü bahsedilen sicim membran partiküller ışığın en
küçük dalga boyundan bile küçük olduğundan görüntülenmesi şimdilik
olanaksızdır. Başka bir kanıt yolu da henüz bulunamamıştır.
Membran teoremine (M-Kuramı) göre, membran partiküller
farklı boyutlarda büzüşerek onuncu boyutu oluşturmaktadır. Membran partiküllerin
farklı boyutlardaki her bir büzüşmesinden farklı evrenler oluşmaktadır ve
onuncu boyut bu muhtemel evrenler ile bu evrenler arasındaki geçişleri de
içermektedir.
Onbirinci boyutu ise daha farklı membran partiküllerin
titreşimleriyle oluşan ve adına evren diyemeyeceğimiz ‘slackenuc’lar
oluşturmaktadır. Slackenuc, bilmediğimiz muhtemel diğer evrenlere verilen bir
isim değil, tamamen farklı membran partiküllerin titreşimiyle oluşan, evren
eşdeğerinde ve bazı öncü fizikçiler tarafından kabul edilen bir olgudur.
Farklı membran partiküllerin oluşturduğu slackenuclar
arasındaki geçişler de ‘anerk’ adı verilen onikinci boyutu oluşturmakta ve
anerkin muhtemel bütün olasılıkları barındırdığı düşünülmektedir.
M-kuramı 5 adet sicim kuramını (tip I, tip IIa, tip IIb, HO,
HE) ve süper kütleçekim kuramını birleştiren birleşik bir kuramdır. Birçok
teorik fizikçi doğa'nın doğru temel açıklaması yönünde bir adım olduğuna
inananlar (bunların arasında Stephen Hawking, Edward Witten, ve Juan Maldacena)
vardır. Çünkü sicim teorisi kuantum alan teorisi ve genel görelilik için
kombine bir açıklama sağlar, kuantum çekimin içinde, aralarında genel bakış
açısı ile aynı fikirde holografik prensip ve karadelik termodinamiği gibi
kavramları kabul eder.
Hawking'e göre özel olarak, M-teorisi tekbaşına evrenin tam
bir teorisi için adaydır. Diğer fizikçiler aralarında Richard Feynman, Roger
Penrose, ve Sheldon Lee Glashow, erişilebilir enerji ölçekleri'nde yeni
deneysel veriler olmadığı için sicim teorisini eleştirdiler; her şeyin bir
teori olarak bir başarısızlık olduğunu söyleyenler de vardır.
Sicim teorisi tam bir döngü oluşturmak için iki ayrı uca
sahip hem açık sicimler ve hem de kapalı sicimler içerir. Sicim iki tür farklı patikül
türü veren, biraz farklı şekillerde davranırlar. Örneğin, tüm sicim
teorilerinde graviton sicim modları kapalıdır; açık sicimlere sadece
foton olarak bilinen partiküller karşılık gelebilir. Açık bir sicimin iki ucu
her zaman karşı karşıya gelebilir ve kapalı bir sicim oluşturup bağlanabilir;
bu nedenle her sicim teorisi kapalı sicimler içerir.
İlk sicim modeli, sadece bozonları (kuvvet taşıyıcı) içeren bozonik sicim teorisidir; partiküllerin spektrumunda sadece bozonlar (foton gibi) görülür. Fermiyonik titreşimler içeren sicim teorileri ise ‘Süpersicim’ teorileri olarak bilinir.
İlk sicim modeli, sadece bozonları (kuvvet taşıyıcı) içeren bozonik sicim teorisidir; partiküllerin spektrumunda sadece bozonlar (foton gibi) görülür. Fermiyonik titreşimler içeren sicim teorileri ise ‘Süpersicim’ teorileri olarak bilinir.
Sicim teorisi, kuantum fiziği standart modeli altında açıklanamayan
belli olayları açıklamaya çalışan matematiksel bir teoridir
belli olayları açıklamaya çalışan matematiksel bir teoridir
https://tr.wikipedia.org/wiki/Sicim_teorisi
30 Mayıs 2019
