Protonun Kütlesi Nereden Geliyor

 Yakın zamanda atom altı parçacıklar hakkında yaptığım bir araştırma sonucunda edindiğim bilgiler arasında en çok dikkatimi çeken, protonların sandığımızdan çok daha farklı bir yapıya sahip olmasıydı. Bir proton, temelde üç parçacıktan oluşur: iki tane üst (yukarı) kuark ve bir tane alt kuark. Bu üçlü yapı protonun kimliğini belirler. Ancak modern fizik bu basit resmin yeterli olmadığını gösteriyor. Çünkü bir protonun kütlesinin neredeyse tamamı, bu kuarkların kendi kütlesinden gelmez. Hesaplamalara göre kuarkların toplam kütlesi protonun kütlesinin yalnızca çok küçük bir kısmını oluşturur. Geri kalan büyük kısmı ise görünmeyen bir kaynaktan doğar: enerjidenprotonun içi sabit bir yapı değildir. Aksine, sürekli hareket eden bir sistem gibidir. İçeride parçacıklar sürekli etkileşim halindedir, kısa ömürlü parçacık çiftleri ortaya çıkıp kaybolur ve enerji sürekli dalgalanır. Bu yüzden protonu dolu bir bilye gibi düşünmek yanıltıcıdır. Daha çok, içinde sürekli hareket olan küçük bir enerji alanı gibidir.

Burada önemli bir rol oynayan parçacıklar da vardır: gluonlar. Gluonlar, kuarkları bir arada tutan bağlayıcı parçacıklardır. Ama sadece yapıştırıcı gibi davranmazlar. Sürekli hareket eder, birbirleriyle etkileşir ve protonun içinde büyük miktarda enerji oluşmasına neden olurlar. İşte bu enerji, protonun kütlesinin büyük bölümünü oluşturur.

Bu noktada önemli bir fizik fikri devreye girer: enerji ve kütle birbiriyle bağlantılıdır. Yani bir sistemde ne kadar enerji varsa, o kadar kütle etkisi ortaya çıkabilir. Protonun büyük kısmı doğrudan parçacık kütlesinden değil, içindeki enerjiden gelir. Başka bir deyişle, protonun ağırlığı sadece içindeki parçacıklardan değil, onların oluşturduğu enerjiden doğar.

Bu gerçek, maddeye bakışımızı değiştirir. Katı ve somut sandığımız dünya, aslında hareket eden parçacıklar ve enerjinin birleşimidir. Proton örneği bize şunu gösterir: Evren, küçük ve sert parçacıklardan oluşan bir yapıdan çok, sürekli hareket eden enerji sistemlerinin bütünüdür. Belki de madde dediğimiz şey, yoğunlaşmış enerjiden ibarettir ve gerçeklik düşündüğümüzden daha akışkandır.

Peki o zaman şu soruları sormadan duramıyor insan   eğer maddenin büyük kısmı aslında enerjiden oluşuyorsa, dokunduğumuz şeyler ne kadar “gerçek”? Kütle dediğimiz şey kalıcı bir özellik mi, yoksa sadece enerjinin bir görünümü mü? Ve belki de en tuhafı: Eğer proton bile düşündüğümüz kadar katı değilse, evren sandığımızdan ne kadar farklı olabilir?