Partiküllerin enerji düzeyleri

Bir gazın atom ve moleküllerinin sürekli hareket halinde olduğunu, birbirlerine hızla çarptıklarını ve bulundukları ortamı hemen doldurduğunu hepimiz biliriz. Gaz ne kadar sıcaksa partiküller o kadar hızlı ve dolayısıyla daha fazla enerjiye sahip olur. Bir plazmadaki serbest iyonlar ve elektronlar da aynı davranışı gösterir. Sıcaklığı bildiğimiz takdirde iyon ve elektronun enerjisini hesaplayabiliriz. Ancak, durum uzayda böyle değildir. Uzayda gözlenen bu parçacıklar genelde çok fazla enerjitik olmakta hatta ışık hızına yakın hızlarda hareket etmektedirler. Bu durumun bir açıklaması, parçacıkların enerjilerini sadece sahip oldukları ısıdan değil aynı zamanda elektrik ve manyetik işlemlerle de kazandıkları şeklindedir. Bu tür enerjileri ölçmek için en uygun birim elektron volttur (ev). Voltaj farkı bir volt olan bir ortamda bir elektronun kazandığı enerji 1 ev 'tur. Doğadaki partiküllerin enerjilerini dış atmosfer tabakalarında cereyan eden olaylarla mukayase ederek biraz daha ayrıntılı bilgi sahibi olmaya çalışalım. Soluduğumuz havadaki bir oksijen veya azot molekülünün enerjisi 0.03 ev 'tur. Moleküller bir mermi hızıyla hareket ederler, ancak enerji ölçeğinde çok düşük enerjiler olarak geçer. Güneş yüzeyindeki (~6000 K) bir atomun enerjisi 0.5 ev mertebesindedir. Dünyanın çekim alanından bir proton veya nötronun kurtulması için gerekli enerji 0.67 ev 'tur. Kutup tanındaki bir elektronun tipik enerji düzeyi 1000 - 15 000 ev arasındadır. Halka akımındaki bir iyonun tipik enerjisi 50 000 ev, Dünya'nın iç ısısının ana kaynağı olan radyoaktif potasyum elektronlarının enerjileri ise 1.4 Mev (mega ev) tur. Manyetosferik bölgeye gittiğimizde parçacıkların enerji seviyeleri anormal artmaktadır. İç radyasyon kuşağında tipik proton enerjileri 10 - 100 Mev, bir güneş patlamasındaki enerji seviyesi ise 10 - 15 000 Mev mertebesinne çıkmaktadır. Kozmik iyonlar arasında enerji seviyeleri 1- 100 000 000 000 Gev (100 bin katrilyon volt) olanlar vardır.

Alıntıdır