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

Arthur Ashkin optik cımbızların icadı, Gérard Mourou ve Donna Strickland ise yüksek yoğunluklu yüksek enerjili lazer atımlarının üretilmesine imkân veren bir yöntem geliştirmeleri sebebiyle Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü.

Fizik

Deneyler köşesinin bu etkinliğinde yüzey gerilimi etkisiyle yüzen kâğıttan bir balık tasarlıyoruz.

Fizik

Fosil yakıtların alternatifi olabilecek yenilenebilir enerji kaynaklarının bulunmasına ve yaygınlaştırılmasına yönelik çabalar gün geçtikçe artıyor.

Fizik

Genel görelilik kuramı geliştirildiğinden beri pek çok testten başarıyla geçti. Astronomy & Astrophysics dergisinde yayımlanan bir makalede araştırmacılar, genel görelilik kuramının tahminleriyle uyumlu sonuçlar elde etti.

Fizik

Deneyler köşesinin bu etkinliğinde yoğunluk ve basınç kavramlarından yararlanarak kendi kartezyen dalgıcımızı tasarlıyoruz.

Fizik

Metalik mavi renkli kelebekler, yanardöner renkli meyveler, altın rengi kabuğa sahip böcekler... Peki, bu renklerin hiçbirinin kaynağının boyalar ya da pigmentler olmadığını biliyor muydunuz? Öyleyse bu ışıl ışıl parıldayan renkler nasıl ortaya çıkıyor?

Fizik

ABD’de uzunluk ölçüsü olarak metre yerine yard, feet ve inç; kütle ölçüsü olarak kilogram yerine pound ve ons gibi metrik olmayan ölçü birimlerinin kullanılması dikkatinizi çekmiştir. Peki, ABD’de bu ölçü birimlerinin kullanılmasında Karayip korsanlarının da payı olduğunu biliyor muydunuz?

Fizik

Elektrik ve nükleer enerji santrallerinde soğutma amacıyla kullanılan suların büyük kısmı buharlaşarak atmosfere karışır. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nde çalışan bir grup araştırmacı bu kayıp suları geri kazanmak için yeni bir yöntem geliştirdi.

Fizik

Mikroakışkan çipler, mikrolitre ve daha küçük hacimlerdeki akışkanların mikro ölçekteki (metrenin milyonda biri) kanallar içerisinde kontrol edilm

Fizik

Baryon grubu parçacıklar üç kuarktan oluşur. Uluslararası bir araştırma grubu, di-Omega olarak adlandırılan bir parçacığın doğada var olabileceğini ileri sürdü. Baryon türü iki omega parçacığının bir araya gelmesiyle oluşan di-Omegaların Avrupa ve Japonya’daki parçacık hızlandırıcılarda üretilebileceği düşünülüyor.