NÜKLEER FİZİK TARİHÇESİ

 

1903 Nobel Fizik Ödülü, keşfi için Becquerel’e ve sonraki radyoaktivite araştırmaları için Marie ve Pierre Curie’ye birlikte verildi. Rutherford 1908’de “elementlerin parçalanması ve radyoaktif maddelerin kimyası ile ilgili araştırmaları” nedeniyle Nobel Kimya Ödülü’ne layık görüldü.

1905’te Albert Einstein kütle-enerji denkliği fikrini formüle etti. Becquerel ve Marie Curie’ nin radyoaktivite çalışması bunu önlerken, radyoaktivite enerjisinin kaynağının bir açıklaması, çekirdeğin kendisinin daha küçük bileşenlerden, nükleonlardan oluştuğunu keşfetmeyi beklemek zorunda kalacaktı .

RUTHERFORD’UN EKİBİ ÇEKİRDEĞİ KEŞFEDER  

1906’da Ernest Rutherford “Maddeden geçerken α Parçacığının Radyumdan geciktirilmesi” yayınladı. ^[5] Hans Geiger , Rutherford’la birlikte yaptığı alfa parçacıklarını hava, alüminyum folyo ve altın varak geçirerek Kraliyet Toplumu ^[6] ile yaptığı iletişimde bu çalışmayı genişletti. 1909’da Geiger ve Ernest Marsden tarafından daha fazla çalışma yayınlandı, ^[7] ve daha da genişletilmiş çalışma 1910’da Geiger tarafından yayınlandı. ^[8] 1911-1912’de Rutherford, deneyleri açıklamak ve şimdi anladığımız gibi atom çekirdeğinin yeni teorisini sunmak için Kraliyet Cemiyeti’ne gitti.

Bu duyurunun arkasındaki temel deney 1910’da Manchester Üniversitesi’nde gerçekleştirildi: Ernest Rutherford’un ekibi, Rutherford’un gözetiminde Geiger ve Marsden’in ince bir altın folyo filminde alfa parçacıkları (helyum çekirdekleri) ateşlediği dikkate değer bir deney gerçekleştirdi . Thomson atom modelialfa parçacıklarının, yörüngeleri en fazla hafifçe bükülmüş olarak folyodan çıkması gerektiğini öngörmüştü. Ancak Rutherford ekibine, gözlemlemesi için şok veren bir şey aramasını söyledi: birkaç parçacık büyük açılardan, hatta bazı durumlarda tamamen geriye doğru dağıldı. Bunu mendil mendiline mermi fırlatmaya ve sıçramaya benzetmişti. Rutherford’un 1911’deki verileri analiz etmesi ile keşif, atomun kütlesinin çoğunu içeren ve içinde gömülü elektronları olan ağır pozitif yüklü parçacıklardan oluşan çok küçük, çok yoğun bir çekirdeğe sahip olduğu Rutherford atom modeline yol açtı. yükü dengelemek için (nötron bilinmediği için). Örnek olarak,

1920’lerde Arthur Eddington, Yıldızların İç Anayasası adlı makalesinde, yıldızlarda nükleer füzyon süreçlerinin  keşfini ve mekanizmasını öngördü. ^[9] [10] O zaman, yıldız enerjisinin kaynağı tam bir gizemdi; Eddington doğru kaynağı olduğunu füzyon Einstein’ın denklemine göre yüksek enerji serbest helyum hidrojenin E = mc ². Bu, o zaman füzyon ve termonükleer enerjinin de beri özellikle dikkate değer gelişmeyi, ve yıldız büyük ölçüde oluşan bile hidrojen (bkz metalliğe ), henüz tespit edilememiş.

Rutherford modeli oldukça iyi çalışmalar kadar çalıştı nükleer dönüş tarafından gerçekleştirilmiştir Franco Rasetti de Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü de proton ve elektronlar her bir spin vardı biliniyordu. 1925 ile 1929 yılında ± ¹ ⁄ ₂ . Nitrojen-14 Rutherford modelinde, toplam 21, çekirdek parçacıklarının 20 birbirlerinin döndürme iptal etmek için eşleştirilmiş olmalıdır ve nihai tek parçacık net spin çekirdeği bırakmalıydım ¹/₂ . Ancak Rasetti, azot-14’ün 1’e sahip olduğunu keşfetti.

JAMES CHADWICK NÖTRONU KEŞFEDER 

1932’de Chadwick, Walther Bothe, Herbert Becker, Irène ve Frédéric Joliot-Curie tarafından gözlemlenen radyasyonun  aslında nötron olarak adlandırdığı protonla aynı kütleye sahip nötr bir parçacıktan kaynaklandığını fark etti (Rutherford’dan gelen bir öneri sonrasında) böyle bir parçacık ihtiyacı hakkında). ^[11] Aynı yıl Dmitri Ivanenko sadece proton ve nötronlar çekirdeğinde elektronlar vardı önerdi ve bu nötronlar sıkma vardı ¹/₂ Protonlara bağlı olmayan kütleyi açıklayan parçacıklar. Nötron sıkma hemen her bir spin katkı, bu modelde bir eşleşmemiş proton ve bir çiftlenmemiş nötron olarak, nitrojen-14 spin sorun çözüldü ¹/₂ 1 bir son toplam bir spin vererek aynı yönde dondurulur.

Nötronun keşfiyle, bilim adamları nükleer kütleyi, onu oluşturan protonların ve nötronlarınki ile karşılaştırarak, her bir çekirdeğin  bağlanma enerjisinin ne kadarının olduğunu hesaplayabilirler . Nükleer kütleler arasındaki farklar bu şekilde hesaplandı. Nükleer reaksiyonlar ölçüldüğünde, bunların Einstein’ın kütle ve enerjinin 1934 itibariyle% 1’in içindeki denkliği hesaplamasına uygun olduğu bulundu.

PROCA’NIN DEVASA VEKTÖR BOZONU ALANI DENKLEMLERİ  

Alexandru Proca , devasa vektör bozonu alan denklemlerini ve nükleer kuvvetlerin mezonik alanı teorisini geliştiren ve bildiren ilk kişiydi . Proca’nın denklemleri Nobel adresindeki denklemlerden bahseden Wolfgang Pauli ^[12] ve Proca ‘nın bir teori geliştirmek için denklemlerinin içeriğini takdir eden Yukawa, Wentzel, Taketani, Sakata, Kemmer, Heitler ve Fröhlich tarafından da biliniyordu. Nükleer Fizikteki atom çekirdeği. ^{[13] [14] [15] [16] [17]}

YUKOWA’NIN MEZON ÇEKİRDEĞİ BAĞLANMAK İÇİN ÖNERİLDİ  

1935’te Hideki Yukawa ^[18] çekirdeğin nasıl bir arada tutulduğunu açıklamak için güçlü kuvvetin ilk önemli teorisini önerdi. Gelen Yukawa etkileşimi bir sanal parçacık daha sonra adı verilen, mezon, proton ve nötron dahil olmak üzere tüm Nükleonlar arasındaki bir kuvvet aracılık etmektedir. Bu kuvvet, çekirdeklerin proton itme etkisi altında neden parçalanmadığını açıkladı ve ayrıca çekici güçlü kuvvetin neden protonlar arasındaki elektromanyetik itmeye göre daha sınırlı bir aralığa sahip olduğunu açıkladı. Daha sonra, pi meson’un keşfi , Yukawa’nın parçacığının özelliklerine sahip olduğunu gösterdi.

Yukawa’nın kağıtları ile modern atom modeli tamamlandı. Atomun merkezi, çok büyük olmadıkça güçlü nükleer kuvvet tarafından bir arada tutulan sıkı bir nötron ve proton topu içerir. Kararsız çekirdekler, içinde bir elektron (veya pozitron ) çıkardıkları enerjik bir helyum çekirdeği ya da beta bozunumu yaydığı alfa bozunmasına uğrayabilir . Bu çürümelerden birinin sonucunda oluşan çekirdek heyecanlı bir durumda bırakılabilir ve bu durumda yüksek enerjili fotonlar (gama çürümesi) yayarak temel haline çürür.

Güçlü ve zayıf nükleer kuvvetlerin araştırılması (sonuncusu Enrico Fermi tarafından  Fermi’nin 1934’teki etkileşimi yoluyla açıklanmıştır) fizikçilerin çekirdeği ve elektronları daha yüksek enerjilerde çarpıştırmasına neden oldu. Bu araştırma bilimi haline parçacık fiziği, tacı olan bir parçacık fiziğinin standart modeli, güçlü zayıf ve elektromanyetik kuvvetleri tanımlar.

KAYNAKÇA