Karşı madde

[ayfer]

Karşı madde  hakkında bilgi alabilir miyim?

[seco]

Yüksek enerji fizigini cok bilmiyorum. Ama bildigim kadarıyla aktarmaya calusayim.
Anlatabilmek için birkaç temel bilgi vereyim önce.

- Fiziksel olaylar sonucunda toplam yük, toplam momentum ve toplam Enerji-Kütle korunur.
- Enerji Maddeye, Madde de enerjiye dönüşebilir.

Örneğin, yüksek enerjili bir foton madde ile çarpıştığında yeni bir elektron ve pozitrona (yani Parçacık - Antiparçacık çiftine) dönüşebilir. Fotonun enerjisi maddeye dönüşmüş ve Enerji - Kütle toplamı korunmuş olur. Pozitron, elektronun tıpatıp aynısı ama zıt yüklüsü olan  bir parçacıktır. Bu sayede toplam yük de korunmuş olur. (Foton 0, pozitron +, elektron - yüklüdür. 0 = (+1) + (-1) )


Buna karşılık bir pozitron ve bir elektron birbirlerini bulur bulmaz yok olur ve buna karsılık çok yüksek enerjili bir foton olustururlar. Bu bütün Parçacık - Antiparçacık çiftleri için geçerlidir. Birbirlerini yok eder ve enerjiye yani fotona dönüşürler.

Kısaca Antimadde; maddeyi yok eden ya da maddenin simetriği olan şeydir. Anti parçacık, Karşıt madde , Karşı madde de denir.

Anti elektron (pozitron), Anti proton, Anti nütron gibi parçacıklar yıllar önce bulunmuş ve üzerinde çeşitli deneyler yapılmıştır.
Aslında wikipedia'daki Antimadde başlığı konunun tarihsel gelişimini oldukça güzel bir dille anlatılmış. Daha fazla bilgi ordan edinilebilir.

[ayfer]

Sağol Seçkin.
Anladım desem yalan olur.   ??
Karşı madde ve madde karşılaştıkların da birbirlerini yok ediyorlar mı?
Karşı madde  enerji midir?

[seco]

  Karşı maddenin özellikleri neredeyse madde ile tıpa tıp aynıdır... Yani aslında karşı madde de bir çeşit maddedir. Ama karşı madde ile madde bir araya geldiğinde yok oluyorlar ve enerjiye dönüşüyorlar.
  Örnek vermek gerekirse pozitron, elektronun karşıt maddesidir. Bütün özellikleri aynıdır. Tek farkları; elektron eksi, pozitron artı yüklüdür.

[İlker Doğan]

Aslında Seçkin'in söylediklerine şöyle ufak bir ekleme daha yaparsak belki biraz daha kolay anlaşılabilir: Madde, doğanın emrettiği e=mc2 yasasına göre aslında bir enerji formudur. Enerji ve maddeyi ayrı ayrı şeyler olarak ele alırsak hata etmiş oluruz. Tıpkı bir çeşit madde olduğu gibi; karşı maddeyi bir çeşit enerji formu olarak da düşünebiliriz. Madde ve karşı madde bir araya geldiğinde enerji bir formdan başka bir forma (çoğunlukla da elektromanyetik dalga formuna) dönüşür. Ama yine de kolay ifade edilmesi için madde ve karşı madde bir araya geldiğinde yok olup enerjiye dönüşür diyebiliriz ancak bunun aslında bir yok olma olmayıp, enerjinin bir formdan başka bir forma dönüştüğünü aklımızın bir yerinde tutmalıyız

[ayfer]

Geçen gece karşı maddeyi anlatan bir belgesele rastladım.Başında neler anlattığını bilemiyorum .
Anlatıcı eline elma aldı 'bu maddedir 'dedi.Daha sonra elmayı aynanın önüne koydu,'bu da karşı maddedir'dedi.
Şimdi bu What is this? 

[Nükleer Kedi]

Ayna simetrisi. Atomaltı parçacıkların parite denen bir özellikleri vardır. Bu da ayna simetrisiyle eşdeğer denebilir. Yani eğer bir nesne kendi ekseni etrafında saat yönünde dönüyorsa, aynadaki görüntüsü saat yönünün tersine doğru döner. Atomaltı parçacıklarda da aynı şey geçerli Elektron'un spini +1'dir. Onun karşıt parçacığı olan pozitronunki ise -1'dir. Karşıt parçacıklardan oluşan bir evreni Feynman Fizik Yasaları Üzerine adlı kitapta Marslı hikayesiyle çok güzel anlatır. Hikayenin kısa özeti şudur. Bir Mars'lı ile telefon görüşmesi yapıyorsunuz. Ona önce parçacıklardan falan bahsediyorsunuz. Paritelerinden bahsediyorsunuz. Elektronun yükünün protonunki ile ters olduğunu falan söylüyorsunuz. Marslı hepsini onaylıyor. Ve işte iş buluşmaya geliyor. Marslıyla buluştuğunuzda eğer siz sağ elinizi uzattığınızda o sol elini uzattıysa işte o zaman elinizi geri çekin. Çünkü karşıt parçacıklardan oluşmuş bir canlıyla karşı karşıyasınız demektir.
Bu parite özelliği de tıpkı yük gibi genel olarak korunan bir özelliktir (genel olarak çünkü bu ikisinin de ihlali olan bir durum var bknz. CP ihlali). Yani eğer bir parçacık ve karşıt parçacık çifti yaratıldıysa, toplam yük başlangıçtaki gibi sıfırdır. Toplam parite de yine başlangıçtaki gibi sıfırdır. (Bu çift var olmadan önce hiç bir şey yoktu çünkü, sonrasında da +1 ve -1 oluştu, toplayın 0 yapar ve Parçacık Fiziği'nin 0. yılıdır )

[Nükleer Kedi]

Bu arada bu ayna simetrisi olayının moleküllerde de çok ilginç yanları var. normalde doğada bir aminoasit insan vücüdunda sadece sağ elliyken, laboratuvarda ürettilenler eşit oranda çıkıyor: %50 sağ elli, %50 sol elli). Bu da onların kullanımını oldukça zor bir hale getiriyor. SOl ellilerin hatta olumsuz etkileri olduğu da söylenebilir.

[ayfer]

Tamam.marslılara hiçbir şekilde el kaptırılmayacak.
Anlamadığım diğer bir nokta bu iki madde karşılaştıklarında birbirlerini yok ettiklerine  göre ortada hiç maddenin kalmaması gerekirdi.Yoksa  ilahlar maddeden yana mı ?

[Nükleer Kedi]

Bu da evrenin en büyük sorunlarından bir tanesi. Başlangıçta madde ve karşıt madde yaratıldı fakat şimdi ortada hiç bir yerde karşıt madde yok. YOk derken elbet az miktarda geliyor sağdan soldan fakat bahsettiğim şey evrenin hemen hemen hepsi maddeden oluşuyor. Peki nerede bu karşıt madde? Burada CP ihlali sorunun cevabına önemli bir katkı sağlıyor. CP (charge-parity), yük-parite anlamına gelir. Paritenin korunumu 1956'ya kadar açısal momentumun korunumu gibi temel yasalardan bir olarak görülürdü fakat 1956 yılındaYang ve Lee adlı iki fizikçi bunun zayıf kuvvetle etkileşen parçacılar için geçerli olmayabileceğini öne sürdü. Bu nedenle evrenin ilk saniyelerinde bu simetrideki bozulma karşıt maddenin neden ortada olmadığını açıklayabilir. Fakat güçlü kuvvet ile etkileşen parçacıklar için bu simetri kırılması geçerli değil.

[zeyneptonga]

bu son bahsettiğin konuyu çok anladığımı söyleyemeyeceğim raşid. biraz daha açarmısın lütfen?

[Nükleer Kedi]

Daha çok neresini anlamadın?

[Nükleer Kedi]

Bu arada karşıt madde ilk kez Dirac'ın denkleminde ortaya çıkıyor. Direk kuvantum mekaniği üzerine çalışırken matrislerle uğraşmaya başladı. Matrislerin sıralamasını değiştirerek elektronun özelliklerini belirleyebilecek bir formül arıyordu. Dirac'ın amacı hem göreliliğe hem de kuavantuma ters düşmeyecek bir formül bulmaktı. Matrisleri denemeye başladı. İlkinde başarısız oldu, daha sonra sıralamayı değiştirdi tekrar sonuca baktı ve böyle denerken 1927 ylının sonlarına doğru aradığı formüle ulaştı. Fakat denklemin doğrulundan emin değildi bu nedenle de elde var olan verilerle doğru sonuçlar verip vermediğini test etti. Bu sefer olmuştu fakat halen tam olarak emin olamıyordu ve bu nedenle denklemini kimseye söylemedi. Sadece Charles Galton Darwin adında bir fizikçiye bahsetti bundan. O da bunu Bohr'a iletti. Dirac o zamanlarda bile herkes tarafından biliniyordu fakat denklemi duyanlar bunu "olağanüstü" olarak nitelendiriyorlardı. Heisenberg ise biraz tereddütteydi. Çünkü denklem aynı zamanda negatif enerji sonucunu da çıkarıyordu. Dirac da bu durumun farkındaydı ve çözüm yoları arıyordu. Aslında negatif enerji çıkması Schrödinger denklemine göre olağandı fakat yine de ters sonuçlar veriyordu. Bu da + yüklü elektrona benzer bir parçacığın olmasıydı. O zamanlarda bilinen elektron ve proton haricinde hiç bir parçacık yoktu. Dirac da bunun proton olabileceğini düşünüyordu fakat neden proton ve elektron arasındaki kütle farkının bu kadar fazla olduğu konusuna hiç bir açıklama getiremiyordu. Oppenheimer ise bua şiddetle karşı çıktı. EĞer proton + yüklü elektron olsaydı atom doğrudan çökerdi. 1931 yılında Dirac elektronun aynısının + yüklü başka bir çeşidinin olacağını öne sürdü ve buna Karşıt-elektron adını verdi. 1932 Yılında Carl D.Anderson bu artı yüklü elektronu kozmik ışınlarda buldu ve adını da pozitron koydu. Bu da onun Nobel ödülü almasına yol açtı. Günümüzde bu parçacık tıpta oldukça fayadalı bir iş görüyor. PET (Pozitron emission tomography-pozitron yayınım tomografisi) adlı yöntemle insan vücudu daha ayrıntılı incelenebiliyor.

[ayfer]

Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi (CERN) fizikçilerinin gerçekleştirdikleri bir deneyde, modern bilimin en büyük sırlarından biri olan ''anti-madde''nin elde edilmesi ve saniyenin onda biri süresince hapsedilerek gözlemlenmesinin başarıldığı açıklandı.

Alfa" deneyinde, elde edilen 38 adet anti-hidrojen atomu, üzerinde yeterince gözlem yapılacak bir süre boyunca, yani saniyenin onda birinde, belirli bir ortamda tutularak (hapsedilerek) incelendi.
Elde edilen anti-maddenin, madde ile temas anında yok olmasından ötürü, gözlemlenmesi için, madde ile temas kuramayacağı bir ortamda yalıtılarak hapsedilmesi gerekiyordu.
Nature dergisinde yer alan makaleye göre, hidrojen atomlarının karşıtı olan anti-hidrojen atomlarını vakumlu bir ortamda üretmeyi başaran fizikçiler, bu atomları, üzerinde çalışmayı yetecek süre boyunca yalıtılmış ortamda tutmayı başardılar.
Bu anti-madde atomlar üzerinde yapılan gözlemler, evrenin ortaya çıktığı Büyük Patlama'dan sonra anti-maddeye ne olduğunun anlaşılmasını sağlayabilecek. Deneyle ilgili araştırmacılardan Jeffrey Hangst, ''hiç kimsenin henüz anlayamadığı nedenlerden dolayı doğa, anti-maddeyi dışlamış durumda'' diyerek, bunun, anti-maddenin sakladığı sırları ortaya çıkarma konusunda kendileri açısından teşvik edici olduğunu belirtti.
Kaynak:Milliyet
Kopyalayan:Doğa

[İlker Doğan]

Ben de tam konuyu foruma girmek için davranmıştım ki Doğa benden hızlıymış

Biraz daha detay vermek gerekirse:
Normalde anti parçacıklar elektrik ve manyetik alan içinde hapsedilebildiği için onları elde etmek kolay; antiproton, pozitron gibi. Ancak bir antiproton ve bir pozitrondan oluşan antihidrojen elektrik ve manyetik alan (özel bir manyetik kafes olan Penning kafesi, detayları şimdilik çok önemli değil) içinde hapsedilemediğinden dolayı onların incelenmesi çok zor(du). 2002 yılında CERN'de antihidrojen gözlendiği duyurulmuştu ancak yaşam süreleri çok kısa olduklarından dolayı onları incelemeye vakit kalmadan kendi "karşıt" maddeleriyle birleşerek enerjiye dönüşmüşlerdi. Bu sefer CERN'deki araştırmacılar yavaşlatılmış antiprotonları ve radyoaktif sondyum-22 kaynağından elde edilen pozitronları birleştirerek anti hidrojen elde etmeye çalıştılar. Antiprotonon ve pozitronun çarpışma hızlarının düşük olması, ortamda oluşan antihidrojen atomlarının daha uzun süre hayatta kalmasına da yardımcı oluyor. Çünkü yüksek hızlardaki çarpışmalarda antihidrojen tekrar antiproton ve pozitrona bozulabiliyor. Deneyde oluşan antihdrojenleri tutmak için bilimadamları süperiletken manyetik kafesler kullandılar. Süperiletkenlik maddenin hallerinden biridir (aslında maddenin fizikçiler tarafından kabul edilen onlarca hali vardır, sadece katı, sıvı ve gaz değil) ve bazı özel bileşiklerden oluşan maddeler (neobiyumnitrat gibi) çok düşük sıcaklıklarda yük hareketine karşı neredeyse sıfır direnç gösterirler. Bu duruma maddenin süperilektenlik hali denilir. Bu süperiletken maddeler 0,5 Kelvin'den (-272,5 Santigrad) daha soğuk durumlara getirildiğinde (0K mutlak sıcaklık denilen en düşük sıcaklıktır) antihidrojen atomunun içindeki pozitron ve anti protonun deyim yerindeyse "donmasını" sağlıyorlar. Dolayısıyla aslında antihidrojenin içinde yer alan "gizli" manyetik momenti kullanıyorlar (çünkü içeride 1 + ve 1 - yük var). Bu durumda antihidrojen atomları biraz daha "uzun süreler" boyunca gözlemlenebiliyor ve incelenebiliyor. Bu süre bu deney için 172 milisaniye, yani yeterince "uzun" bir zaman deney yapmak için. Ayrıyeten bu çalışmanın verimi oldukça düşük: 10milyon pozitron ve 700milyon antiprotonun etkileşmesi sonucunda ancak 38 adet antihidrojen elde edilmiş.

Çalışmayla ilgili bir bağlantı var aşağıda, ve bu bağlantının sonunda da Nature dergisinde çıkan makaleye verilen bir başka bağlantı var. Bunlara üniversite içinden ulaşılabiliyor olması lazım ancak dışarıdan ulaşılabiliyor muyuz bilemiyorum. Makaleyi forumda da direk paylaşmanın bazı arkadaşların başına hiç hoş olmayan sorunlar çıkardığını bildiğimden dolayı (başka bilimsel forumlarda) sizlere iletemiyorum. Üniversiteler dışından bağlananlar şanslarını denesin bence yine de...

http://arstechnica.com/science/news/2010/11/researchers-trap-antihydrogen-atoms.ars


Pozitron: + yüklü karşı elektron
Antiproton: - yüklü karşı proton

[ayfer]

Higgs parçacığıda bulunursa (Hawking bulunamayacağına dair 100 dolarına iddiaya girmiş) Sonuçta tüm bu deneyler neyi ispatlayacak?
Yaratılışın çöküşünü mü?

[İlker Doğan]

Hayır bence bilimsel deneylerin çıkardığı sonuçlar yaratılışın çöküşünü ya da varlığını ispatlamaz. Zaten bugüne kadar yaratılışın varlığını bilimsel olarak ispatlayan da yoktur, yaratılışın olmadığını bilimsel olarak ispatlayan da yoktur (evrim teorisinin doğruluğuna rağmen). Ancak bu bizim yaratıcıya yüklediğimiz anlamı gitgide daha pasivize edebilir.

Çok felsefi bir yaklaşım ve önerme okumuştum bir kitapta bir zamanlar: Bir yaratıcı eğer gerçekten yaratıcıysa mükemmeldir ve tüm kuralları herşeyin başlangıcında koyar. Bir yaratıcının süregelen bir evrende bir şeylere müdahale etmesi, yeni yaratıklar yaratması, gezegenleri yıldızların etrafında döndürmesi ya da sizin dualarınızı dinleyip size yardım etmesi ya da sizi kötülüklerden koruması gibi tüm müdahaleler yaratıcının sıfatına aykırıdır, yarattığı mükemmel sistemde sonradan oynamalar yapması demektir. Bu da zaten yaratıcı kavramını ya mükemmel olmayan bir yaratıcıya ya da başlangıçta tüm kuralları koyan (fizik yasaları) ve ondan sonra hiçbir şeye müdahale etmeyen bir yaratıcıya dönüştürür. Teolojide "deizm" denilen şey buna benzer bir şeydir: Doğaüstü bir yaratıcıya inanmak ancak dinlere inanmamak, ya da yaratıcının aktif olarak müdahale ettiği hiçbir şeye inanmamak. Gerçi bu tarz şeyleri forumda konuşmak ne kadar doğrudur bilemiyorum ama okuduğum şeyi objektif olarak iletmeye çalıştım.

Ama yadsınamaz bir gerçek de şudur ki, tüm dünyada bilim adamları içinde ateist ya da deist olanların oranı halkın diğer kesimlerine göre çok daha fazladır.

[ayfer]

Aydınlatıcı bilgiler için teşekkür ederim.
Bence bilgi paylaşımı için en doğru yer forumlar.Hele tartıştığınız kişiller güvenilir bilgiye sahipse.

[İlker Doğan]

Aslında ben de görüşünüze katılıyorum ama bu tarz fikir alış verişleri konuya ek bilgi amacıyla verilmekten çıkarak temel tartışma konusu olursa o zaman forum amacından sapar. O yüzden çekinerek attım son mesajı

[Nükleer Kedi]

Makalenin kendisini erişemezsinizfakat Nature'da çıkan yazıya ulaşabilirsiniz.
http://www.nature.com/news/2010/101117/full/468355a.html