Büyük Tasarım

93
Feynman diyagramları 
Richard Feynman üzerinde Feynman diyagramları çizili olan o ünlü 
minibüsü kullanırdı. Sanatçının çizimleri yukarıda tartıştığımız diyagramları gösteriyor. Feynman 
1988'de öldü ama minibüsü California Teknik Üniversitesi'nin garajında duruyor.
nun yükünü ve kütlesini bu şekilde sabitlediğimizde KED’i kul­
lanarak  pek  çok  doğru  öngörüde  bulunabiliriz  ve  hepsi  de  göz­
lemlerimizle  tam  olarak  uyuşur;  dolayısıyla  renormalizasyon 
KED’in temel unsurlarından biridir. KED’in ilk başarılarından biri 
1947’de; Lamb kayması adı verilen, hidrojen atomunun bir düze­
yindeki küçük enerji değişikliğini öngörebilmesiydi.
KED’de renormalizasyonun başarısı, doğanın diğer üç kuvveti­
ni tanımlayan kuantum alan kuramlarını aramak için cesaret ver­
di.  Ancak  doğa  kuvvetlerini  dört  sınıfa  ayırmak  belki  de  yapay 
bir  çabaydı  ve  bizim  anlayış  eksikliğimizden  kaynaklanıyordu. 
Bu nedenle dört kuvveti kuantum kuramıyla uyumlu tek bir yasa 
içinde birleştirecek olan her şeyin kuramı aranmaya başlandı. Bu 
kuram, fiziğin kutsal kâsesi olacaktı.
Bu  birleşimin  doğru  yaklaşım  olduğuna  işaret eden  ilk belirti 
zayıf kuvvet kuramından geldi. Kuantum alan kuramı, zayıf kuv­
vetin  tek  başına  renormalize  edilemeyeceğini  söylüyor;  yani  bu 
kuramdaki sonsuzluklar kütle ve yük gibi sonlu değerlerin çıka­
rılmasıyla  geçersiz  kılınamıyor.  Ancak  1967’de  Abdüsselam  ve 
Steven  Weinberg  birbirinden  ayrı  olarak  elektromanyetizmanın 
zayıf güçle birleştirildiği bir kuram önerdiler ve bu birleşmenin

---

94
sonsuzluklar  vebasına  deva  olduğunu  buldular.  Bu  birleşik  kuv­
vete  elektrozayıf  kuvvet  adı  verildi.  Bu  kuram  renormalize  edi­
lebildi  ve  W+,  W-,  Z°adı  verilen  yeni  parçacıklar  öngördü.  Z°  için 
kanıt  Cenevre’deki  CERN’de  1973’te  bulundu.  Z  ve  W  parçacık­
ları  ancak  1983’te  doğrudan  gözlemlenebilse  de,  Abdüsselam  ve 
Weinberg 1979’da Nobel Ödülü aldılar.
Kuantum  kromodinamikleri  veya  KKD  denilen  kuramda  güç­
lü  kuvvet  kendi  başına  renormalize  edilebiliyor.  KKD’ye  göre 
proton,  nötron  ve  maddenin  pek  çok  temel  parçacığı  kuarklar- 
dan  meydana  gelmiştir;  kuarklar  fizikçilerin  renk  dedikleri  çarpı­
cı  bir  özelliğe  sahiptir  (bu  nedenle  kromodinamikler  adı  verilmiş­
tir;  yine  de,  kuark  renkleri  sadece  sınıflandırmaya  yardımcı  olan 
etiketlerdir,  görülebilen  renklerle  bir  ilişkileri  yoktur).  Kuarkla- 
rın  sözde  renkleri  kırmızı,  yeşil  ve  mavidir.  Dahası  her  kuarkın 
bir  karşı  parçacık  eşi  vardır  ve  bunların  renkleri  de  karşı-kırmızı, 
karşı-yeşil  ve  karşı-mavidir.  Mesele  şudur;  yalnızca  net  renklere 
sahip  olmayan  birleşimler  özgür  parçacıklar  olarak  var  olur.  Bu 
tür  nötrkuark  birleşimleri  elde  etmenin  iki  yolu  vardır.  Bir  renk 
ve  onun  karşı  rengi  birbirini  geçersiz  kılar  ve  böylece  kuark  ve 
karşı-kuark  renksiz  bir  çift  oluştururlar  ve  bu  kararsız  parçacı­
ğa  mezon  adı  verilir.  Ayrıca,  üç  renk  (veya  karşı-renkleri)  birbi­
rine  karıştığında  ortaya  çıkan  net  renk  olmaz.  Her  biri  ayrı  renge 
sahip üç kuark baryon denilen kararlı parçacıkları oluşturur; pro­
tonlar  ve  nötronlar  kararlı  parçacıklara  örnektir  (üç  karşı-parça- 
cık  da  baryonların  karşı-parçacıklarını  oluşturur).  Proton  ve  nöt­
ronlar  atomun  çekirdeğini  oluşturan  ve  evrendeki  bütün  normal 
maddenin temeli olan baryonlardır.
KKD  ayrıca,  üçüncü  bölümde  işaret  ettiğimiz  ama  ondan  bah­
setmediğimiz  asimptotik  özgürlük  adlı  bir  özelliğe  de  sahiptir. 
Asimptotik  özgürlük  şu  anlama  gelir:  Kuarklar  birbirine  çok  ya­
kınken  aralarındaki  güçlü  kuvvet  zayıftır  ama  kuarklar  birbirin­
den  uzaklaşırsa  sanki  bir  lastik  bantla  bağlıymışlar  gibi  bu  kuv­
vet  artar.  Asimptotik  özgürlük,  kuarkları  tek  başına  neden  doğa­
da  gözlemleyemediğimizi  ve  neden  laboratuvarda  üretemediğimi- 
zi  açıklar.  Kuarkları  tek  başına  gözlemleyemesek  de,  modeli  ka­
bul  ediyoruz  çünkü  proton,  nötron  ve  diğer  madde  parçacıklarını 
açıklamada çok iyi iş görüyor.
Zayıf  ve  elektromanyetik  kuvvetleri  birleştirdikten  sonra 
1970’lerde  fizikçiler  güçlü  kuvveti  de  bu  kurama  dahil  etmenin 
yollarını  aramaya  başladılar.  Güçlü  kuvveti  zayıf  ve  elektroman­
yetik kuvvetlerle birleştiren birkaç büyük birleşik kuramın öngö-

---

95
Baryonlar ve mezonlar 
Baryonların ve mezonların güçlü kuvvet tarafından birbirlerine bağlanan 
kuarklardan meydana geldiği söylenir. Böyle parçacıklar çarpıştıklarında kuarklarını takas ederler, 
ancak kuarklartek başlarına gözlenemezler.
rülerine  göre  bizim  yapı  taşımız  olan  protonlar  ortalama  10
32
  yıl 
sonra  bozulacaklardı.  Evrenin  10
10
  yaşında  olduğu  düşünülürse 
bu  çok  uzun  bir  yaşam  süreci.  Ancak  kuantum  fiziğinde  bir  par­
çacığın  ortalama  yaşam  süreci  10
32
  yıl  dediğimizde  bütün  par­
çacıkların  bu  kadar  süre  yaşayacağını  söylemiyoruz,  kimi  biraz 
daha  uzun,  kimi  biraz  daha  kısa  yaşayacaktır.  Bunun  yerine,  bir 
parçacığın  her  yıl  10
32
’de  1  bozunma  olasılığı  olduğunu  söylüyo­
ruz.  Sonuç  olarak  10
32
  protonla  dolu  bir  tankı  birkaç  yıl  boyunca 
izlerseniz,  bazı  protonların  bozunduğunu  görürsünüz.  Böyle  bir 
tank  yapmak  çok  zor  değil,  çünkü  sadece  bin  ton  suda  bile  10
32
 
proton bulunur. Bilim  insanları  bunun gibi  deneyler yaptılar. An­
cak  ortaya  çıktı  ki,  bozunmaları  saptamak  ve  bunları  üzerimize 
sürekli  yağan  kozmik  ışınların  yol  açtığı  farklı  olaylardan  ayırt 
etmek  kolay  bir  iş  değil.  Kozmik  gürültüyü  en  aza  indirmek  için 
deneyler  Japonya’daki  bir  dağın  bin  metre  kadar  altında,  Kamio- 
ka  Madencilik  ve  Döküm  Şirketi’nin  madenleri  gibi  derin  yerler­
de  gerçekleştirildi  ve  böylece  kozmik  ışınlardan  da  bir  derece­
ye  kadar  korunmuş  oldu.  Araştırmacılar,  2009’daki  gözlemlerin 
sonuçlarına  göre,  proton  bozunsa  bile  yaşam  süresinin  10
34
  yıl­
dan fazla  olacağını buldular  ki, bu  büyük  birleşik kuranı için kö­
tü haberdi.

---