Sicim kuramı ya da M-kuramı muhtemelen fizikteki tarihi olaylar içerisinde en acayip geçmişe sahip olanıdır. Yanlışlıkla keşfedilmiş, yanlış soruna uygulanmış , bilinmezliğe sürgün olmuş ve aniden her şeyin kuramı olarak yeniden doğmuştur.
Normalde, görelilik gibi bir kuramda kişi temel fizik ilkeleri ile yola koyulur. Ardından bu ilkeler temel klasik denklemler haline gelir. Son olarak da bu denklemlere göre kuantum dalgalanmaları ölçülür. Sicim kuramı, kuantum kuramının kazara keşfinden başlayarak geriye doğru evrimleşmiştir , fizikçiler ise hangi fizik ilkelerinin kuramı yönlendiriyor olabileceği konusunu halen çözmeye çalışıyor.
Sicim kuramının kökeni , Cenevre'deki nükleer laboratuvar CERN' den iki genç fizikçi Gabriele Veneziano ve Mahiko Suzuki'nin 1968 yılında bir matematik kitabının sayfalarına göz atarken tuhaf bir şekilde atomaltı dünyasını betimliyor gibi görünen ^Euler Beta^ fonksiyonuna denk gelmelerine dayanır. Veneziano ve Suzuki , bu soyut matematiksel formülün , muazzam enerjilerdeki mezon parçacıklarının çarpışmasını tanımlar gibi gözükmesine şaşırmışlardır. Veneziano modeli kısa zamanda fizik camiasında epey bir olay yaratmıştır, o zamanlar çekirdek kuvvetlerini açıklamak için gerçekten de yüzlerce makale bunu genelleştirmeye çalışır.
Bir diğer deyişle, kuram tamamen kaza sonucu keşfedilmişti .Çoğu fizikçi bu kuramın yanlış olduğunu ve fiziğin bu şekilde olmaması gerektiğini ifade etmişlerdir. Geçmişte fizik genellikle doğaya ilişkin abartılı ölçüde ayrıntılı gözlemler yapmaya , kimi kısmı hipotezler formüle etmeye , veriye karşı düşünceyi dikkatle sınamaya ve ardından süreci aynı şekilde tekrar tekrar gerçekleştirmeye dayanıyordu. Oysa Sicim kuramı yalnızca yanıtı tahmin etmeye dayalı bir yöntemdi.
Atomaltı parçacıkları en güçlü araçlarımızla bile görünemediği için fizikçiler onları incelemek adına muazzam enerjilerle , parçacıkları parçalamak gibi kaba ancak etkili bir yönteme başvurmuşlardır. Kilometrelece uzaklıktan birbirine çarpan atomaltı parçacığı ışınları yaratmak için devasa 'atom parçalayıcılar' ya da parçacık hızlandırıcılar yapmak üzere milyarlarca dolar harcanmıştır. Sonrasında da fizikçiler bu çarpışmanın enkazını özenle inceler. Bu zorlu sürecin amacı saçılım matrisi ya da S-matrisi adı verilen bir sayı dizisi oluşturmaktır. Bu sayı toplamı çok önemlidir çünkü içinde atomaltı fiziğinin tüm bilgisini kodlamıştır. Kısaca birisi S-matrisini bilrse temel parçacıkların tüm özelliklerini ortaya çıkartabilir.
Temel parçacık fiziğinin amaçlarından biri, şiddetli etkileşimler için S-matrisinin matematiksel yapısını tahmin etmek olduğundan dolayı kimi fizikçilerin inancına göre bilinen herhangi bir fiziğin ötesinde, çok zor bir amaçtı. O halde yalnızca bir matematik kitabına göz atarken S-matrisini tahmin eden Veneziano ve Suzuki'nin yaşadığı heyecan hayal edilebilirdi.
Bu model daha önce gördükerimizin hepsinden tamamen farklıydı. Genellikle birisi yeni bir kuram önerdiğinde ( kuarklar gibi ) fizikçiler bu kuramı kurcalar , basit değişkenlerini değiştirirler. Ancak Veneziano modeli öyle ince işlenmişti ki temel simetrilerindeki en ufak bozunum bile formülün tamamını mahvedebilirdi. Dikkatle yontulmuş bir parça kristal gibi şeklini değiştirmeye yönelik herhangi bir girişim onu tuzla buz ederdi.
Değişkenler üzerinde önemsiz değişiklikler yapan, bu nedenle de güzelliğini yok eden yüzlerce makaleden hiç biri bu güne gelemedi. Halen hatırlananlar yalnızca kuramın baştan nasıl işlediğini anlamaya, simetrilerini açığa çıkarmaya uğraşanlardı. Fizikçiler kuramın herhangi bir ayarlanabilir değişkeni olmadığını nihayetinde öğrendi.
Veneziano modelinin dikkat çekici olduğu kadar bazı sorunları da vardı. Fizikçiler S-matrisine ilişkin resmin tamamını göremiyorlardı. Sonunda bir gün Chicago Üniversitesi'nden Yoichiro Nambu ve Tetsuo Gato modelin işlemesini sağlayan esas özelliği belirledi ^sicimler titreşiyordu ^
Bir sicim, bir diğer sicimle çarpıştığında Veneziano modeli tarafından tanımlanan bir S-matrisi ortaya çıkıyordu. Bu resimde her bir parçacık sicimdeki bir titreşim veya notadan başka bir şey değildi.Tüm atomaltı parçacıkları sanki minyatür bir topaç gibi dönüyordu.
Sicimler ayrılarak ve yeniden birleşerek etkileşime girer, atomlardaki elektron ve protonlar arasındaki etkileşimleri yaratırlar. Bu sayede sicim kuramı aracılığıyla, atomik ve nükleer fiziğin tüm yasalarını yeniden üretebiliriz. Sicimlere yazılabilen ^ezgiler^ kimya yasaları ile uyumludur. Evren artık muazzam bir sicim senfonisi olarak incelenebilir....
Not: Michio Kaku -Paralel Dünyalar kitabından alıntılar yapılmıştır.
Bilimle Kalın
Comments