Fizik

Yavaş ışık

Her sabah Güneş’ten yola çıkan ışık ışınları uzay boşluğunu 8 dakikada geçip Dünyamızın yüzeyine düşer ve günü aydınlatırlar. Size bu mesafenin 150 milyon kilometre olduğunu söylersem, ışığın ne kadar muazzam bir hızla (saniyede 300000 km) yol aldığını algılayabilirsiniz.

“Bu ne işe yarar?” diye düşünebilirsiniz. Pek çok uygulaması arasında, internetin enerji tüketiminde önümüzdeki yıllarda beklenen tıkanmayı çözebileceğini söylersem, bu keşfin önemini görebilirsiniz.

Atom saati nedir ve atom saatine neden ihtiyaç duyuyoruz?

Zamanın ne olduğuna dair fizikçilerin verdiği kapsamlı ve birbirinden farklı cevaplar olmasına rağmen yaratıcı yeni fikirler içeren son derece canlı tartışmaların günümüzde hâlâ sürmekte olduğunu görüyoruz. Newton’a göre zaman mutlaktı ve her gözlemciye göre aynı hızda akıyordu. 1905 yılındaki özel görelilik kuramıyla uzay-zaman kavramını ortaya atan Albert Einstein ise tek başlarına uzay ve zamandan bahsedilemeyeceğini, bu ikisini birleştirmemiz gerektiğini gösterdi ve fiziği derinden sarstı.

Atomaltı fiziği ve deneysel çalışmalar

İnsanlığın başlangıcından beri nasıl var olduğumuz temel bir sorudur. İlk felsefeciler varlık sorusunu sordukça derinlere inmiş, varlığı da oluşturan maddenin özü nedir sorusuna kadar gelinmiş. Binlerce yıldır aynı soruya yanıt aranmış ve aranmakta. Milattan önce 5. yüzyılda Yunan filozof Leukippos ve Demokritos maddenin en küçük parçasının atom olduğunu iddia etmişlerdir. Yüzyıllar geçtikçe fizik, bilimlerin temeli olan felsefeden ayrılmış ve deneysel gözlemlerle teoriyi birleştirmeye çalışmıştır.

Brown Hareketi ve atomların büyüklüğü

Dalton’un 19. yüzyıl başlarında ortaya attığı atom kuramı, kimyasal tepkimelerdeki stokiyometrik bağlantıları oldukça basit bir şekilde açıklayarak kimyanın gelişmesinde önemli bir rol oynamıştır. Atom kuramının bu başarısına rağmen, kuramın genel kabul görmesi oldukça uzun bir süre almıştı. 20. yüzyıl başlarına bile atom kuramını reddeden ve maddenin sürekli bir yapıya sahip olduğuna inanan tanınmış bilim insanları vardı.

Maddenin yapıtaşları ve evrenimiz

Atomların, maddenin tüm niteliklerini taşıyan, daha bölünemez, en küçük parçası diye tanımlandığı günlerin çok ötesindeyiz. Elektronların bağlı oldukları çekirdeklerin, proton ve nötronlardan yapıldığı günleri de geçeli hayli zaman oldu. Protonlarla nötronlar ve bunlar gibi (ağır tanecikler anlamında) hadronların kuarklardan oluştuğunu; elektron ve elektron nötrinosu gibi (hafif tanecikler anlamında) leptonlarla birlikte maddenin temel yapı taşları olduklarını biliyoruz.

Atom ve ötesinin keşfi

Atom kavramı Antik Hint ve Antik Yunan'a kadar uzanır. Örneğin; elimizde bir parça demirimiz olsun. Bu demiri keskin bir bıçakla ikiye ayırdığımızda, her iki parça da demirin bütün özelliklerini taşıyacak, sadece daha küçük olacaktır. Eğer yeterince büyüklerse, bu parçaları da ikiye bölebiliriz. Elimizdeki yeni parçalar yine demir olacaktır. Parçalar çok küçüldüğünde artık gerçek bıçakları kullanarak onları bölmemiz mümkün olmayacaktır. Peki, varsayalım ki elimizde “sihirli” bir bıçak var, o zaman bu küçücük demir parçalarını bölmeye ne kadar devam edebilirdik?