Maddenin Yapı taşları

[BeSte]

Buraya kadar maddenin makroskopik yani bizim boyutlarımızda olan tanımından ve özelliklerinden bahsettik. Şimdi mikroskopik yani küçük boyuttaki tanımından bahsedeceğiz.

Atomlar ve Moleküller
Sıradan maddenin çoğu atom ya da atomların bir araya gelmiş hali olan moleküllerden oluşur. Bir maddeyi alıp ikiye bölsek, sonra tekrar ikiye bölsek, sonra bölmeye devam etsek en son nerede durmamız gerekirdi? Sonsuza kadar bölmeye devam edebilir miydik? Edemezdik. Atom Yunanca bölünemez demektir.

Atomları göremeyiz (yoksa mikroskopla görebilir miyiz?) Bu yazının sonundaki nokta eğer bir kitapta basılmış olsaydı 1 milyon atom içerirdi. (Atmış olabilir miyim, hesaplayın: Bir atomun çapı yaklaşık 10-9 m’dir, bir noktanın çapını da 1 mm alıyorum).


Maddelerin birbirine benzememesinin nedeni atomlarının farklı olması ya da farklı dizilmiş olmasıdır. Demirdeki atomlarla bakırdaki atomlar farklıdır. Kömürdeki atomlarla elmastakiler aynıdır ama farklı dizilmiştir.
Peki maddenin en küçük parçacığı atom mudur, atomlar gerçekten bölünemez mi? Evet bölünebilir.

Atom altı parçacıklar
Fizikçiler 1900’lere kadar atomun varlığına inanmıyorlardı, ama 1910’a gelindiğinde atomun çekirdeğinde protonun etrafında elektronun olduğuna inanmaya başladılar, deneyler böyle gösteriyordu. Daha sonra çekirdekte bir de nötron bulundu. Ama parçacık bulma işi sona ermedi, çeşit çeşit parçacıklar bulmaya devam ettiler. Proton ve nötronların kuark denen daha küçük yapı taşlarından olduğunu buldular. Tüm parçacıkları standart model denen bir kuramla birleştirdiler ve toplam 17 adet temel (yani artık gerçekten bölünemeyen) parçacıkla tüm maddeyi açıkladılar. CERN’deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’ndaki deneylerle bulunan 17. temel parçacık Higgs bozonu, parçacık arama işine devam edildiği anlamına geliyor.

Antimadde
Artık sıradan olmayan maddeye geldik. Antimadde gerçek bir şey, maddeyi oluşturan temel parçacıkların zıt özelliklerine sahip parçacıklar anlamına geliyor. Örneğin, elektronun antiparçacığı pozitronun elektrik yükü artıdır, elektronunki eksidir. Antiproton da var, hatta anti-hidrojen atomu da. Ama antimaddenin kütlesi hala var, bu madde olduğu anlamına gelmiyor mu? Ne düşünüyorsunuz?

Karanlık madde
Astrofizikçiler galaksilerin ve galaksi kümelerinin gözlemledikleri şekilde hareket edebilmeleri için kütlelerinin bizim gözlemlediğimizden çok daha fazla olması gerektiğini düşünüyor. Karanlık madde ışıkla etkileşmiyor bu yüzden göremiyoruz, ama kütle çekim etkilerinin olduğu belirtiliyor. Karanlık maddenin Evrenin %27’sini oluşturduğu hesaplanıyor, oysa sıradan madde Evrenin sadece %5’ini oluşturuyor. Karanlık maddenin altıda biri.