ARANAN ŞEY SİCİM

Çağdaş fiziksel dünya anlayışı der ki, elektron gibi temel varlıkları küçük küreler veya matematiksel noktalar olarak kabul etmek yerine, onları sıradan “sicim” ismiyle adlandırılmış titreşen bir şeyin ilmekleri olarak düşünmeliyiz. Bu sicimleri resmetmenin bir yolu, tıpkı tek bir gitar telinde farklı notalar çalabildiğiniz gibi, gergin bir lastiğin farklı yollarla titreştiğini düşünmektir. Bir titreşim, bir “nokta”ya, bir elektrona karşılık gelir, titreşimin başka bir kipi ise bir fotona denk gelebilir, vs. Aynı tür bir varlık, tek bir tür sicim, dünyamızı oluşturan her tür parçacığın görüntüsünden sorumlu olabilir, foton gibi kuvvet taşıyan parçacıklar ile maddesel parçacık olarak düşündüğümüz şeyler de dahil.

Bu sicim teorisinin çekiciliğini açıklar. Tüm parçacıkların ve doğanın kuvvetlerini tek bir pakette birleştirir ve uzun süredir aranan Her Şeyin Teorisi olarak gözükür. Ama bu niyetle yola çıkılmamıştır.
1960’larm sonunda, CERN’de çalışan iki fizikçi Gabriel Vene ziano ve Mahiko Suzuki, tıpkı CERN’de incelenen demetlerdeki parçacıklar gibi parçacıkların yüksek enerjilerde çarpıştığında ne olduğunun matematiksel açıklamasıyla çıkageldiler. îkisi de birbirinden bağımsız olarak, Euler beta fonksiyonu denen özel bir matematiksel ifadenin bu sürecin açıklamasında kullanılabileceğini fark ettiler. O zaman, çok küçük bir dünyanın fiziksel doğası açısından bunun ne ifade ettiği hakkında en ufak bir fikirleri bile yoktu; sadece ihtiyacı tam olarak karşıladığı düşünülen, 19. yüzyıldan beri bilinen kullanışlı bir matematiksel yöntemdi. Ama haber Amerika’ya yayıldığında, farklı şehirlerde çalışan iki genç fizikçinin ikisi de, parçacıklar çarpıştığında ne olduğunun açıklamasını çok iyi yaptığı gözüken bu matematiksel ifadenin, bir araya gelip, birleşip, bir süreliğine titreşen ve daha sonra titreşen “sicim”in yeni ilmeklerine ayrılacak sicimin iki ilmeğinin bir açıklaması olarak yorumlanabileceğini fark ettiler.

Bu fizikçilerden biri olan Yoichiro Nambu, Chicago Üniversitesi’nde çalışıyordu. Diğeri, Leonard Susskind ise New York’taki Yeshiva Üniversitesi’ndeydi. Susskind o zamanlar parçacık fiziği üzerine bile çalışmadığını, ama parçacık fiziği sorunlarının “güzel ve basit matematikle” çözülebileceğini fark ettiğini anımsıyor. Titreşen ilmekleri “lastik bantlar” olarak adlandırdı ve iki gün boyunca kendini parçacık çarpışmalarının nasıl işlediğini bilen dünyadaki tek insan zannetti. Sonra Nambu’nun onunla tam olarak aynı anda aynı fikre sahip olduğunu öğrendi ve keşfini yazıp ve dünyanın görmesi için yayınlamak için acele etmeye başladı. Acele etmesine gerek yoktu. Fizik camiasının Nambu ve Susskind’m ilk sicim teorisi üzerine verdiği tepki neredeyse tam bir ilgisizlikti. 1970’lerde, proton ve nötron gibi “parçacıkların” aslında kuark denen temel varlıkların birleşmesinden oluştuğu fikri oldukça sansasyoneldi ve sicimlere herhangi bir ihtiyaç yokmuş gibi gözüküyordu.

Gerçi, elektronlar, kuarklar ve diğer nokta parçacık gibi varlıklara dayalı parçacık fiziğinin standart modelinin can sıkıcı bir özelliği vardı. Eğer parçacıklar tam olarak sıfır uzaysal büyüklükte (sıfır boyutta) matematiksel noktalar olarak var oluyorsa, teoriler istenmeyen sonsuzluklarla uğraşmak zorunda kalıyordu. Basit bir örnek olarak, elektrik kuvvetinin ters kare yasasını düşünün. İki yüklü parçacık arasındaki kuvvet, l’in aralanndaki mesafenin karesine bölümüyle orantılıdır. Eğer yüklü bir parçacık sıfır hacme sahipse, o zaman parçacığın kendisine etkiyen kuvvet (kendine etkimesi) sonsuz olmalıdır: l’in sıfırın karesine bölünmesi. Sonuç itibariyle elektron gibi şeylerin patlaması gerekirdi.

Sonsuzluklar içeren teoriler genellikle fizikçiler tarafından haklı olarak derin bir kuşkuyla kabul edilir; ama standart model bazı yönlerde o kadar başarılıydı ki, onunla yaşamayı öğrendiler. Sonsuzlukları yuvarlamanın yolları bulundu, ama varlıkları bunlar hakkında düşünmeye cesaret eden teorisyenleri hâlâ rahatsız ediyordu. Kuantum alan teorisinde sonsuzluklardan kurtulmanın standart yolu, renormalizasyon [yeniden bo yutlandırma] denen, esasen bir sonsuzluğu bir diğerine bölerek birbirini yok etmesini sağlayan bir yöntemdir ve herhangi bir matematikçi size bunun sağlam olmayan bir uygulama olduğunu söyleyecektir. Başlangıçtan itibaren sicim teorisinin en çekici özelliklerinden biri, sonlu bir boyutta olan varlıkları içermesi ve hem sıfır hem de sonsuzların bu tür bir hesaplamada yer al mamasıydı. Fakat aynı zamanda, sicim teorisinin ilk versiyonlarının da eksikleri olmuştur ve bilinen tüm parçacıklara uygulanamamıştır. Dolayısıyla Her Şeyin Teorisi arayışı kuark temelli bir dünya açıklamasının geliştirilmesine odaklanmıştı ve sicim teorisi etkinliğini yitirmiş, sadece birkaç matematikçi, özellikle Princeton’daki John Schwarz ve Londra’dan Michael Green tarafından çalışılıyordu. Ama sicim teorisi, neredeyse şans eseri bir kütleçekim açıklamasına sahip olduğu ortaya çıkınca ciddiye alınmaya başlandı.

Benzer Yazılar

About The Author

editor

Leave a Reply