Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Wu deneyi, 1956'da Çin asıllı Amerikan fizikçi Chien-Shiung Wu ile Birleşik Devletler Ulusal Standartlar Bürosu düşük sıcaklık grubu tarafından yürütülmüş bir nükleer fizik deneyidir. Deneyin amacı önceden elektromanyetik ve güçlü etkileşimlerde korunduğu belirlenen dönüşümçarpanının (parite) zayıf etkileşmelerde de korunup korunmadığını belirlemekti (P-korunumu). Eğer P-korunumu doğru olsaydı evrenin bir ayna yansıması versiyonu da (sağın sol ve solun sağ olduğu) şimdiki evrenin ayna görüntüsü gibi davranacaktı. Eğer P-korunumu ihlal edilirse, evrenin ayna yansıması gibi davranan versiyonu ve şimdiki evrenin ayna görüntüsünü ayırt etmek mümkün olacaktı.
Deney, parite korunumunun zayıf etkileşim tarafından ihlal edildiğini (P-ihlali) belirledi. Bu sonuç, önceden pariteyi korunumlu nicelik kabul eden fizik camiası tarafından beklenmiyordu. Paritenin korunumsuz olduğu fikrini ortaya çıkaran ve deneyini öneren Tsung-Dao Lee ve Chen-Ning Yang 1957 yılında bu sonuçla Nobel Fizik Ödülü'nü kazandılar.
Tarihçe
1927'de Eugene Wigner şimdiki evren ve onun ayna görünümü biçimindeki bir başka evrenin, tek farkın sadece sağın ve solun ters çevrilmiş olduğu (örneğin; saat yönünde dönen bir saat, ayna görüntüsünü inşa ederseniz saatin tersi yönünde dönecektir), bunun dışında aynı şekilde davrandıkları parite korunumu ilkesini biçimlendirdi (P-korunumu).
Bu ilke fizikçiler tarafından yaygın biçimde kabul edildi ve P-korunumu elektromanyetik ve güçlü etkileşimlerde doğrulandı. Ancak, 1950'lerin ortaları boyunca, kaonları içeren belirli bozunmalar P-korunumunun var sayıldığı teorilerle açıklanamamıştı. İki piona ve üç piona bozunan iki tip kaon var gibi görünüyordu. Bu da τ–θ bilmecesi olarak bilinmekteydi.
Teorik fizikçiler Tsung-Dao Lee ve Chen-Ning Yang tüm temel etkileşimlerde parite korunumu üzerine bir literatür taraması yaptı. Zayıf etkileşim varlığında P-korunumunu kabul eden veya aksini gösteren bir deneysel verinin olmadığı sonucuna vardılar. Kısa bir süre sonra çeşitli deney fikirleriyle, beta bozunumu spektroskopisi konusunda bir uzman olan Chien-Shiung Wu ile görüştüler. Kobalt-60'ta beta bozunumunun yönelim özelliklerini test etme fikri üzerinde uzlaştılar. Daha sonra Wu, düşük sıcaklık fiziğinde geniş çapta tecrübesi olan Henry Boorse ve Mark W. Zemansky ile iletişime geçti. Boorse ve Zemansky'nin ısrarı ile Wu, deneyin Aralık 1956'da Ulusal Standartlar Bürosu (NBS) düşük-sıcaklık laboratuvarında yapımını ayarlayacak olan ve NBS çalışanı olan Ernest Ambler ile de temas kurdu.
Wu deneyini teşvik eden Lee ve Yang, deneyin yapılışından kısa bir süre sonra 1957 yılında Nobel ödülü ile ödüllendirildi.
Deney
Deneyin kendisi, mutlak sıfıra yakın bir seviyeye soğutulan ve düzgün bir manyetik alanda hizalanan kobalt-60 atomlarını görüntülüyordu. Kobalt-60 (60Co), kobaltın beta bozunumu ile kararlı Nikel-60'a (60Ni) bozunan kararsız bir izotopudur. Bu bozunum esnasında, kobalt-60'ın çekirdeğindeki nötronlardan biri bir elektron (e−) ve elektron antinötrino (ννe) yayarak protona bozunur. Bu da kobalt-60 çekirdeğini nikel-60 çekirdeğine dönüştürür. Ancak sonuçta ortaya çıkan Nikel çekirdeği bir uyarılmış durumdur ve hemen iki gama ışını (γ) yayarak temel durumuna bozunur. Bunun sonucu olarak tüm nükleer tepkime denklemi şu hali alır:
Gama ışınları aslında fotonlardır ve Nikel-60 çekirdeklerinden salınmaları bir elektromanyetik (EM) süreçtir. Bu önem arz etmektedir çünkü EM sürecin P-korunumuna riayet ettiği bilinmekteydi. Böylece yayılan gama ışınlarının dağılımı, tıpkı kobalt-60 atomlarının tek-biçimliliğinin işaretçisi olduğu gibi, zayıf etkileşim vasıtasıyla yayılan elektronların kutuplanmasının kontrol mekanizması olarak da davranacaktır. Wu'nun deneyi gama ışınlarının dağılımını ve ters yönelimli nükleer spinli elektron yayınımını karşılaştırmaktaydı. Eğer elektronların gama ışınlarında olduğu gibi her zaman aynı yönde ve aynı oranda yayıldığı bulunsaydı, P-korunumu geçerli olacaktı. Eğer bozunumların yönlerinde bir sapma varsa, yani elektronların dağılımı gama ışınlarının dağılımını takip etmiyorsa, o zaman P-ihlali tespit edilmiş olacaktı.
Materyal ve metot
Bu deneydeki zorluk kobalt-60 çekirdeğinin olası en yüksek kutuplanmasını sağlamaktı. Elektronla karşılaştırıldığında çekirdeklerin çok küçük kalan manyetik momentleri yüzünden, sıvı helyumun kendi başına soğutmayı başarabileceğinden çok daha düşük sıcaklıklarda yüksek manyetik alanlar gerekiyordu. Düşük sıcaklıklar adiyabatik demagnetizasyon yöntemi kullanarak elde edilmişti. Radyoaktif kobalt, yüksek anizotropik Landé g-faktörüne sahip bir paramanyetik tuz olan Seryum-Magnezyum Nitrat kristali üzerine ince yüzey katmanı olarak depolandı.
Tuz, yüksek g-faktörü ekseni boyunca manyetize edildi ve sıcaklık Helyum'u düşük basınca pompalayarak 1.2 K değerine düşürüldü. Yatay manyetik alanın kapatılamsıyla sıcaklığın 0.003 K değerine kadar düşmesiyle sonuçlandı. Kobalt çekirdeklerini yukarı veya aşağı doğru hizalayan bir dikey selenoidin de dahil edilmesini sağlayan yatay mıknatıs açıldı. Selenoidin manyetik alan yönelimi düşük g-faktörü yönünde olduğundan dolayı, selenoid mıknatıs sadece ihmal edilebilir bir seviyede sıcaklık artışına sebep oldu. İyi kutuplanmış 60Co çekirderklerinin bu şekilde elde edilişi Gorter ve Rose tarafından başlatılmıştır
Gama ışınlarının üretimi, ekvatoral ve kutupsal sayaçların kutuplanmanın bir ölçüsü olarak kullanılmasıyla görüntülendi. Gama ışını kutuplanması takip eden on beş dakika (kristalin ısınıp anizotropinin kaybolduğu) boyunca sürekli olarak görüntülendi. Aynı şekilde, beta-ışını yayınımı da bu ısınma periyodu boyunca sürekli olarak görüntülenmiştir.
Sonuçlar
Wu tarafından gerçekleştirilen deneylerde gama ışını kutuplanması yaklaşık olarak %60 değerindeydi. Yani, yaklaşık olarak gama ışınlarının %60'ı tek bir yönde, kalan %40'ı ise diğer yönde yayılıyordu. Eğer, P-korunumu beta bozunumunda geçerliyse, elektronların nükleer spine bağlı olarak tercih edecekleri bir bozunum yönü olmayacaktı. Ancak, Wu elektronların gama ışınlarının tersi istikametinde yayıldıklarını gözlemledi. Yani, elektronların çoğu nükleer spininkine ters olarak şekilde belirli bir bozunum yönünü tercih ediyordu. Daha sonradan P-korunumunun aslında en yüksek seviyede olduğu tespit edildi.
Kaynakça
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Wu deneyi 1956 da Cin asilli Amerikan fizikci Chien Shiung Wu ile Birlesik Devletler Ulusal Standartlar Burosu dusuk sicaklik grubu tarafindan yurutulmus bir nukleer fizik deneyidir Deneyin amaci onceden elektromanyetik ve guclu etkilesimlerde korundugu belirlenen donusumcarpaninin parite zayif etkilesmelerde de korunup korunmadigini belirlemekti P korunumu Eger P korunumu dogru olsaydi evrenin bir ayna yansimasi versiyonu da sagin sol ve solun sag oldugu simdiki evrenin ayna goruntusu gibi davranacakti Eger P korunumu ihlal edilirse evrenin ayna yansimasi gibi davranan versiyonu ve simdiki evrenin ayna goruntusunu ayirt etmek mumkun olacakti Wu deneyi 1956 da Washington DC Ulusal Standartlar Burosu dusuk sicaklik laboratuvarinda yapilmistir Kobalt 60 dedektorler ve alan sargisi iceren dikey vakum haznesi arka plandaki elektromiknatis icine yerlestirilmeden once radyoizotopu adiyabatik demagnetizasyon ile mutlak sifira yakin bir seviyeye serinletecek bir termos icine konumlandirilir Wu deneyine adini veren Chien Shiung Wu deneyi tasarladi ve paritenin korunumunu test eden takima onderlik etti Deney parite korunumunun zayif etkilesim tarafindan ihlal edildigini P ihlali belirledi Bu sonuc onceden pariteyi korunumlu nicelik kabul eden fizik camiasi tarafindan beklenmiyordu Paritenin korunumsuz oldugu fikrini ortaya cikaran ve deneyini oneren Tsung Dao Lee ve Chen Ning Yang 1957 yilinda bu sonucla Nobel Fizik Odulu nu kazandilar Tarihce1927 de Eugene Wigner simdiki evren ve onun ayna gorunumu bicimindeki bir baska evrenin tek farkin sadece sagin ve solun ters cevrilmis oldugu ornegin saat yonunde donen bir saat ayna goruntusunu insa ederseniz saatin tersi yonunde donecektir bunun disinda ayni sekilde davrandiklari parite korunumu ilkesini bicimlendirdi P korunumu Bu ilke fizikciler tarafindan yaygin bicimde kabul edildi ve P korunumu elektromanyetik ve guclu etkilesimlerde dogrulandi Ancak 1950 lerin ortalari boyunca kaonlari iceren belirli bozunmalar P korunumunun var sayildigi teorilerle aciklanamamisti Iki piona ve uc piona bozunan iki tip kaon var gibi gorunuyordu Bu da t 8 bilmecesi olarak bilinmekteydi Teorik fizikciler Tsung Dao Lee ve Chen Ning Yang tum temel etkilesimlerde parite korunumu uzerine bir literatur taramasi yapti Zayif etkilesim varliginda P korunumunu kabul eden veya aksini gosteren bir deneysel verinin olmadigi sonucuna vardilar Kisa bir sure sonra cesitli deney fikirleriyle beta bozunumu spektroskopisi konusunda bir uzman olan Chien Shiung Wu ile gorustuler Kobalt 60 ta beta bozunumunun yonelim ozelliklerini test etme fikri uzerinde uzlastilar Daha sonra Wu dusuk sicaklik fiziginde genis capta tecrubesi olan Henry Boorse ve Mark W Zemansky ile iletisime gecti Boorse ve Zemansky nin israri ile Wu deneyin Aralik 1956 da Ulusal Standartlar Burosu NBS dusuk sicaklik laboratuvarinda yapimini ayarlayacak olan ve NBS calisani olan Ernest Ambler ile de temas kurdu Wu deneyini tesvik eden Lee ve Yang deneyin yapilisindan kisa bir sure sonra 1957 yilinda Nobel odulu ile odullendirildi DeneyNukleer beta bozunumunda parite ihlalini kesfetmeyi hedefleyen 1956 Wu deneyinin prensibi Deneyin kendisi mutlak sifira yakin bir seviyeye sogutulan ve duzgun bir manyetik alanda hizalanan kobalt 60 atomlarini goruntuluyordu Kobalt 60 60Co kobaltin beta bozunumu ile kararli Nikel 60 a 60Ni bozunan kararsiz bir izotopudur Bu bozunum esnasinda kobalt 60 in cekirdegindeki notronlardan biri bir elektron e ve elektron antinotrino nn e yayarak protona bozunur Bu da kobalt 60 cekirdegini nikel 60 cekirdegine donusturur Ancak sonucta ortaya cikan Nikel cekirdegi bir uyarilmis durumdur ve hemen iki gama isini g yayarak temel durumuna bozunur Bunun sonucu olarak tum nukleer tepkime denklemi su hali alir 2760Co 2860Ni e n e 2g displaystyle 27 60 text Co rightarrow 28 60 text Ni e bar nu e 2 gamma Gama isinlari aslinda fotonlardir ve Nikel 60 cekirdeklerinden salinmalari bir elektromanyetik EM surectir Bu onem arz etmektedir cunku EM surecin P korunumuna riayet ettigi bilinmekteydi Boylece yayilan gama isinlarinin dagilimi tipki kobalt 60 atomlarinin tek bicimliliginin isaretcisi oldugu gibi zayif etkilesim vasitasiyla yayilan elektronlarin kutuplanmasinin kontrol mekanizmasi olarak da davranacaktir Wu nun deneyi gama isinlarinin dagilimini ve ters yonelimli nukleer spinli elektron yayinimini karsilastirmaktaydi Eger elektronlarin gama isinlarinda oldugu gibi her zaman ayni yonde ve ayni oranda yayildigi bulunsaydi P korunumu gecerli olacakti Eger bozunumlarin yonlerinde bir sapma varsa yani elektronlarin dagilimi gama isinlarinin dagilimini takip etmiyorsa o zaman P ihlali tespit edilmis olacakti Materyal ve metot Wu deneyinin sema gosterimi Bu deneydeki zorluk kobalt 60 cekirdeginin olasi en yuksek kutuplanmasini saglamakti Elektronla karsilastirildiginda cekirdeklerin cok kucuk kalan manyetik momentleri yuzunden sivi helyumun kendi basina sogutmayi basarabileceginden cok daha dusuk sicakliklarda yuksek manyetik alanlar gerekiyordu Dusuk sicakliklar adiyabatik demagnetizasyon yontemi kullanarak elde edilmisti Radyoaktif kobalt yuksek anizotropik Lande g faktorune sahip bir paramanyetik tuz olan Seryum Magnezyum Nitrat kristali uzerine ince yuzey katmani olarak depolandi Tuz yuksek g faktoru ekseni boyunca manyetize edildi ve sicaklik Helyum u dusuk basinca pompalayarak 1 2 K degerine dusuruldu Yatay manyetik alanin kapatilamsiyla sicakligin 0 003 K degerine kadar dusmesiyle sonuclandi Kobalt cekirdeklerini yukari veya asagi dogru hizalayan bir dikey selenoidin de dahil edilmesini saglayan yatay miknatis acildi Selenoidin manyetik alan yonelimi dusuk g faktoru yonunde oldugundan dolayi selenoid miknatis sadece ihmal edilebilir bir seviyede sicaklik artisina sebep oldu Iyi kutuplanmis 60Co cekirderklerinin bu sekilde elde edilisi Gorter ve Rose tarafindan baslatilmistir Gama isinlarinin uretimi ekvatoral ve kutupsal sayaclarin kutuplanmanin bir olcusu olarak kullanilmasiyla goruntulendi Gama isini kutuplanmasi takip eden on bes dakika kristalin isinip anizotropinin kayboldugu boyunca surekli olarak goruntulendi Ayni sekilde beta isini yayinimi da bu isinma periyodu boyunca surekli olarak goruntulenmistir Sonuclar Wu tarafindan gerceklestirilen deneylerde gama isini kutuplanmasi yaklasik olarak 60 degerindeydi Yani yaklasik olarak gama isinlarinin 60 i tek bir yonde kalan 40 i ise diger yonde yayiliyordu Eger P korunumu beta bozunumunda gecerliyse elektronlarin nukleer spine bagli olarak tercih edecekleri bir bozunum yonu olmayacakti Ancak Wu elektronlarin gama isinlarinin tersi istikametinde yayildiklarini gozlemledi Yani elektronlarin cogu nukleer spininkine ters olarak sekilde belirli bir bozunum yonunu tercih ediyordu Daha sonradan P korunumunun aslinda en yuksek seviyede oldugu tespit edildi Kaynakca a b c d Wu C S Ambler E Hayward R W Hoppes D D Hudson R P 1957 Wigner E P 1927 Uber die Erhaltungssatze in der Quantenmechanik 15 Ocak 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde a b c d Hudson R P 2001 Lee T D Yang C N 1956 Ziino G 2006