| |
|
|
|
|
 |
Administrator
Mesaj sayısı 178
Kayıt Tarihi: 27.02.2007, 00:08:44
|
Einstein'ın fotonu yakalama hayaline çok yaklaşan fizikçiler, ışığın parçacığı fotonu doğumundan ölümüne kadar izlediler
Fransız fizikçileri, ışığın ele avuca sığmaz parçacığı fotonu doğumundan ölümüne kadar izlemeyi başardı.
20. yüzyılın en büyük teorisyeni kabul edilen Albert Einstein'ın fotonu yakalama hayaline çok yaklaştıklarını bildiren fizikçiler, ışık parçacığını tespit edebilmek amacıyla iç duvarları süper-iletken aynayla donatılmış özel bir "kutucuk" kullandı.
Nature dergisinin son sayısında yayımlanan makaleye göre, Paris'teki Kastler Brossel laboratuvarından Jean-Michel Raimond, fotonları tespit etmenin aslında çok kolay olduğunu belirtti.
"Bilgisayar ekranına bakarken her saniye fotonları görürsünüz aslında" diyen fizikçi, şu ifadeyi kullandı: "Ama bu işi aslında bir kez yaparsınız. Gözümüzün yaptığı, fotonun ölüm sonrası analizidir. Oysa biz laboratuvar şartlarında fotonu canlı analiz edebildik. Yani onu yaşarken gördük."
Madde ve elektromanyetik ışıma parçacıklarının özelliklerini paylaşan fotonlar, ışık hızıyla hareket ediyor. Bu da, onları incelemek isteyenlerin işini zora sokuyor.
Dahi teorisyen Einstein, "Bir fotonu bir kutucuğa koyup tartın. Bileceksiniz ki, foton orada" diyordu. Fransız fizikçi Raimond, Einstein'in söylediğine en yakın deneyi yaptıklarını belirtti.
Fizikçiler, deneyde iç duvarı süper-iletken aynayla bezenmiş "kutucuk" kullandı. Fotonlar, kutucukta ortalama olarak 0,13 saniye kaldı.
Bilim adamları, fotonları saymak için genellikle parçacıkların yaydığı enerjiyi ölçen dedektörler kullanıyor. Parçacıklar dedektöre çarptığı anda enerji açığa çıkıyor. Ama çarpışmayla foton da yok oluyor. Bu yüzden foton parçacığının doğumdan ölüme çeşitli evrelerde nasıl tespit edilebileceği şimdiye kadar bilinmiyordu.
Kastler Brossel'deki ekip, "kutucuğa" rubidyum atomları gönderdi. Bu atomların her biri duvar saati gibi çalıştı. Elektronları da sarkaç görevini gördü. Elektrik alanı ne denli zayıf olursa olsun, foton, sarkacın salınımını yavaşlatmaya yetti.
Fizikçiler, fotonun varlığından emin olabilmek için, çok çok hassas atom saati kullanarak, kutudan geçen atomların frekansını fotonla etkileşime girmeyen atomların frekansıyla karşılaştırdı.
Alman fizikçi Ferdinand Schmidt-Kaler, Nature dergisinde deneyi yorumlarken, bunun, verilerin ışıkta depolanıp yönlendirilebileceği "kuantum bilgisayarlarının" geliştirilmesi yolunda atılmış yeni bir adım olduğunu vurguladı.
|
Yazıcıya Gönder
|
|
Administrator
Mesaj sayısı 178
Kayıt Tarihi: 27.02.2007, 00:08:44
|
Foton nedir?
"Foton nedir?" sorusuna cevap ararken, birçok değişik perspektiften bakan cevaba gerek vardır. En bariz özelliklerini şöyle sayabiliriz: Durgun kütlesi sıfırdır; ışık hızıyla gider; etkileşimlere parçacık olarak girebilir ancak dalga olarak yayılır; E=h x f, p=h/l ve E=pc bağıntılarına uyar; kütlesi sıfır olduğu halde, diğer parçacıklar gibi kütle çekiminden bile etkilenir.
E= H x F
* E : enerji miktarı
* h=6.6 x 10^{-34}Js\, : Planck sabiti
* f : frekans
Işık dalga özelliklerine de sahiptir. Etkileşimlere parçacık olarak girebilir ancak dalga olarak yayılır.
Foton, elektromanyetik dalganın toplam enerjisini oluşturan enerji paketçiklerinden her biri için kullanılan isimdir. Elektromanyetik dalga, ışık hızı ile ilerlediği ve enerji içeriğini de fotonlar halinde kendisi ile beraber taşıdığı için fotonun hızı da c'dir. Sonsuz ömrü vardır, yani artık başka şeylere bozunmaz(dönüşmez). Durgun kütlesi sıfır olarak kabul edilir (2005 yılındaki son verilere göre kütlesinin üst limiti m<6 \times 10^{-17} eV şeklinde ifade edilmektedir), ancak enerjisi ve momentumu vardır. Fotonların enerjisi, frekansına bağlıdır.
Fotonlar
Bilim adamları, ışığın bir tür elektromanyetik dalga olduğunu düşünüyorlardı ve içleri rahattı; ta ki Max Planck bazı deneylerinde ışığın tanecikmiş gibi davrandığını farkedinceye dek. Işık sanki devamlı dalgalar değil de, enerji paketcikleri gibi geliyordu. Einstein ve Planck bu enerji paketlerini ışık quantumu veya foton olarak adlandırdılar. Fotonlar sanki birer parçacıklarmış gibi davranıyordu. Relativite teorisine göre, bir parçacığın ışık hızında gidebilmesi için kütlesinin sıfıra eşit olması gerekiyordu! Demek ki ışığın enerjisi sadece kinetik enerjiydi; kütlesinden kaynaklanan hiçbir enerjisi yoktu. Einstein o güne dek açıklanamamış olan fotoelektrik olayını bu kavramla açıkladıktan sonra, bilim adamlarının ağzında yeniden 'ışık nedir?' sorusu gündeme gelmişti. Eğer ışık dediğimiz olgu parçacıklardan oluşuyorsa, frekans veya dalgaboyunun ne anlamı var acaba? Aslında sorulması gereken en iyi soru: "ışık gerçekten nedir?" Cevap: 'Hem dalga, hem parçacık!' Işığın bazı özellikleri sadece dalga olgusu(mantığı) ile açıklanırken (girişim veya kırınım gibi), bazı özellikleri ise sadece foton konsepti ile açıklanabiliyor (Fotoelektrik olay veya atomların enerji soğurması ve salması gibi).
Tarihçe
19. yüzyılda en çok tartışılan konulardan biri, ışığın parçacık mı yoksa dalga mı olduğu sorusuydu. James Clerk Maxwell'in elektromanyetik kuramı ve Hertz'in deneylerinden sonra ışığın dalga olduğu kabul edilmeye başlandı. Ancak bazı deneyler ışığın dalga olduğu gözlemiyle uyuşmuyordu. Karacisim ışıması hakkında Rayleigh ile Jeans'in kurduğu teori bunun zirveye çıktığı yerlerden biriydi. Rayleigh ve Jeans dalga yaklaşımını kullanarak, belli bir sıcaklığa sahip bir cismin etrafa hangi dalga boyunda ne kadar ışıma yapacağını hesaplamaya çalıştılar. Buldukları sonuç, uzun dalga boylarında deneylerle uyumluydu ama düşük dalga boylarında çok büyük bir sapma gösteriyordu. Teorileri, dalga boyu küçüldükçe, yapılan ışımanın sonsuza gideceğini söylüyordu (bu yüzden buna morötesi felaketi denir). Daha sonra Max Planck, ışık dalga olarak değil de enerji paketçikleri olarak düşünülürse bu problemin aşılabileceğini farketti (bu, Max Planck'a 1918 Nobel Fizik Ödülü'nü kazandırmıştır). Daha sonra Arthur Compton tarafından açıklanan Compton saçılması olayı ve Albert Einstein'ın açıkladığı Fotoelektrik olay ışığın parçacık yapısını ortaya çıkardı. Fakat girişim ve kırınım deneyleri gibi başka deneyler de ancak ışığın dalga olduğu varsayıldığında açıklanabilmektedir. Şu anda kabul edilen ışığın ikili bir yapısı olduğu ve hem parçacık hem dalga özeliği gösterdiğidir (daha sonraki deneyler bütün maddelerin böyle olduğunu göstermiştir).
Kaynak: Wikipedia
|
|
Yazıcıya Gönder
|
|
|
Haberler
Yukarı çık