Skip to content Skip to navigation

Atomaltı Parçacıkların Kütleleri Nasıl Ölçülür?

Dr. Mahir E. Ocak
27/04/2016 - 16:47

Atomaltı parçacıklar çok küçük oldukları için kütleleri geleneksel yöntemlerle ölçülemez, ancak gelişmiş deneysel ve kuramsal yöntemler kullanılarak hesaplanabilir.

Elektriksel olarak yüklü olan parçacıkların kütlesini ölçmek, yüksüz parçacıkların kütlesini ölçmekten çok daha kolaydır, çünkü bu parçacıklar elektromanyetik alanlardan etkilenir. Örneğin proton ve elektronun kütlelerini ölçmek için manyetik alanlardaki hareketlerinden yararlanılabilir. Manyetik kuvvetler her zaman hareket yönüne dik oldukları için parçacıkların enerjisini değiştirmezler. Ancak parçacıkların ivmelenmesine ve hareket yönlerinin değişmesine neden olurlar. Örneğin yüklü bir parçacık hareket doğrultusuna dik ve büyüklüğü sabit bir manyetik alana girdiği zaman dairesel hareket eder. Elektromanyetik kuram ve mekanik yasaları kullanılarak yapılan hesaplar, parçacığın takip edeceği yörüngenin yarıçapının  olduğunu gösterir. Bu denklemde r yarıçap, m kütle, v parçacığın hızı, q parçacığın elektrik yükü, B ise manyetik alanın büyüklüğüdür. Dolayısıyla hızı ve elektrik yükü bilinen bir parçacığın kütlesi, büyüklüğü belli bir manyetik alandaki yörüngesinin yarıçapı ölçülerek hesaplanabilir.

Elektrik yükü taşımayan parçacıklar elektromanyetik kuvvetten etkilenmedikleri için kütlelerini belirlemek daha zordur. Örneğin nötronu keşfeden James Chadwick, nötronun kütlesini hesaplayabilmek için radyoaktif bir kaynaktan yayılan nötronların protonlarla çarpışmalarını incelemişti. Parçacıkların bu çarpışmalar sırasındaki enerjilerini ve momentumlarını ölçerek ve korunum yasalarını kullanarak nötronun kütlesini hesaplamıştı. Nötronun kütlesi çekirdek tepkimelerinden yararlanarak da hesaplanabilir. Örneğin döteryum atomunun çekirdeği olan dötron, bir proton ve bir nötron içerir. Elektriksel olarak yüklü olduğu için bu çekirdeğin kütlesi, manyetik alandaki hareketi incelenerek bulunabilir. Daha sonra protonun kütlesi, dötron çekirdeğinin proton ve nötrondan oluşumu sırasında gerçekleşen çekirdek tepkimesinin enerjisi ve kütle ile enerji arasındaki eşitliği kullanılarak nötronun kütlesi hesaplanabilir.   

İlgili İçerikler

Fizik

Bilim Genç Fotoğraflar köşesinde aralık ayının konusu #Yansımalar idi. Bu süreçte paylaştığınız ilgi çekici “Yansıma” fotoğrafları Bilim Genç ekibi tarafından değerlendirildi ve aralık ayının en beğenilen fotoğrafları belirlendi.

Fizik

ODTÜ DAS’ın altıncısı 5-7 Şubat 2018 tarihlerinde ODTÜ İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi’nde gerçekleştirilecek. Üç günde 64 oturumun yapılacağı etkinliğe katılmak için yapmanız gereken tek şey başvuru formunu doldurarak seminerlere kayıt olmak.

Fizik

Knot (Türkçesi “düğüm”) denizcilikte ve havacılıkta kullanılan bir hız birimi. 1 knot 1 saatte kaydedilen 1 deniz miline yani 1852 metreye eşittir.

Fizik

Yenilikçi bir fizik deneyi. Deney Kutusu köşesinin bu etkinliğinde yapay bir gökkuşağı oluşturmaya çalışıyoruz.

Fizik

Fırtına bulutlarının en yüksek enerjili radyasyon türü olan gama ışınları yaydığı anlaşıldı.

Fizik

Diyelim ki gerçek dünyada değil de bilim kurgu dünyasında yaşıyoruz ve bir şekilde zamanda yolculuk yapmak...

Fizik

Dünya’nın etrafında dönen teleskoplar gezegenimizden yayılan gama ışınlarını 1990’lardan beri defalarca algıladı. Geçmişte bu ışınların kaynağının atmosferde meydana gelen fiziksel süreçler olduğu varsayılıyordu. Kyoto Üniversitesi’nde çalışan bir grup Japon araştırmacı yakın zamanlarda bu varsayımı test etti.

Fizik

Kozmik ışınların atmosferdeki atomlarla çarpışması sonucu açığa çıkan muonlar kullanılarak, Mısır piramitlerinin en büyüğü olan Gize’deki Büyük Piramit’te daha önce bilinmeyen bir oda bulundu.

Fizik

Kum tepelerinin şarkı söylediğini biliyor muydunuz? Nadir karşılaşılan bir durum olsa da çöllerde düşük frekanslı, uğultu şeklinde sesler...

Fizik

ABD’deki Brookhaven Ulusal Laboratuvarı’nda çalışan bir grup araştırmacı, cam yüzeylerdeki yansımaları neredeyse tamamen ortadan kaldırmayı başardı. Öyle ki üretilen camlar hemen hemen görünmez hale geldi.