Skip to content Skip to navigation

Proton Bildiğimizden Hafifmiş

Dr. Tuba Sarıgül
24/08/2017 - 10:03

Proton maddenin temel yapı taşlarından biri. Ancak kütlesini ölçmek tahmin edildiği kadar kolay değil. Almanya’daki Max Planck Nükleer Fizik Enstitüsü’nden ve Japonya’daki RIKEN araştırma merkezinden fizikçiler, geliştirdikleri yeni yöntem sayesinde protonun kütlesini yüksek hassasiyetle yani daha kesin bir şekilde ölçmeyi başardı. Sonuçlar protonun kütlesinin bugün kabul edilen standart değerden daha düşük olduğunu gösteriyor.

Atom çekirdeklerinin temel yapı taşlarından biri olan protonun kütlesi atom fiziği açısından hayli önemli. Çünkü birçok fiziksel sabit protonun kütlesiyle ilişkili.

Protonun kütlesi Penning tuzağı olarak isimlendirilen cihaz kullanılarak ölçülüyor. Bu sistemde elektrik ve manyetik alanın içene hapsedilen proton hem dairesel hem de doğrusal olarak hareket eder. Protonun bu hareketi sırasındaki salınım frekansı (yani birim zamandaki salınım sayısı) kütlesiyle ilişkilidir. Penning tuzağında hapsolan protonun frekansı ölçülerek kütlesi hesaplanabilir ve bu değer bir karbon-12 atomunun (çekirdeğinde 6 proton ve 6 nötron bulunan karbon izotopu) kütlesi (12 atomik kütle birimi) ile karşılaştırılır. Bilim ve Teknoloji Verileri Komitesi (CODATA) tarafından belirlenen protonun kütle değeri 1,007276466879 akb yani 1,672621898 x 10-27 kg’dır.

Penning tuzağında protonun hareketi

Penning tuzağında manyetik alanda ortaya çıkan dalgalanmalar sonuçlarda küçük hatalara neden olabilir. Sonuçları Physical Review Letters dergisinde yayımlanan araştırmada fizikçiler protonun ve karbon-12 atomunun kütlesini doğrudan karşılaştırabilecekleri bir yöntem kullandı. Bu amaçla bir proton ve bir 12C6+ atomu (iyon yükü +6 olan yani 6 elektron vermiş karbon-12 atomu) Penning tuzağının iki ayrı bölümüne yerleştirildi. Daha sonra iyonlar sırasıyla cihazın merkezindeki ölçüm bölümüne taşındı ve hareketleri ölçüldü. Protona ve karbon-12 iyonuna ait elde edilen değerler oranlanarak protonun kütlesi doğrudan atomik kütle birimi cinsinden belirlendi. Böylece protonun ve karbon-12 iyonunun kütleleri aynı koşullarda ölçülmüş oldu.

Bu verilerden protonun kütlesi, şu an kabul edilen değerden üç kat yüksek kesinlikle, 1,007276466583 akb olarak belirlendi. Yani protonun kütlesi daha önce ölçülenden yaklaşık %0,00000003 daha azmış. Bilim insanları geliştirdikleri yöntemle böylesi küçük bir farkı yüksek hassasiyetle ölçmeyi başardı.

İlgili İçerikler

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.

Fizik

Farklı düğüm yapılarının dayanıklılıkları üzerine pek çok araştırma yapıldıysa da bir düğümün nasıl olup da kendi kendine açıldığına dair bir çalışma yapılmamıştı. Ta ki bir akademisyen küçük kızının ayakkabı bağcıklarının neden sürekli çözüldüğünü merak edene kadar. Bunun üzerine iki öğrencisiyle birlikte koşu sırasında ayakkabı bağcığının ne gibi etkilere maruz kaldığını yakından gözlemledi.

Fizik

Hem bilimsel çalışmalar hem de günlük hayattaki pek çok etkinlik için kendi içinde tutarlı ölçüm birimlerine ihtiyaç vardır. Günümüzde bu amaçla yaygın şekilde kısaca SI olarak adlandırılan Uluslararası Birim Sistemi (Système international d’unités) kullanılsa da henüz arzu edilen düzeye erişilebilmiş değil.

Fizik

Ölçü birimlerine bir standart getirmek için 1790’larda Fransa’da metrik sistem oluşturulmuştu.

Fizik

TÜBİTAK Bilim İnsanı Destekleme Daire Başkanlığı tarafından üniversite öğrencilerine yönelik olarak düzenlenen Girişimcilik ve Yenilikçilik Yarışması, Özel Sektöre Yönelik Lisans Bitirme Tezleri Yarışması ve Öncelikli Alanlarda Üniversite Öğrencileri Proje Yarışması başvuruları bugün başladı.

Fizik

Kristal kadar berrak yağmur damlaları, turkuaz rengi okyanuslar ya da pembe göller... Hepsi sudan meydana gelmelerine rağmen renkleri farklı. Çünkü suyun rengini su moleküllerinin ışıkla etkileşiminin yanı sıra suyun içinde çözünmüş ya da asılı halde bulunan başka maddeler de etkiler.