Fizikçiler, Doğadaki Yeni Bir Kuvvete Dair Yeni Bulgulara Ulaştıklarını İddia Ediyor

YAZAR: MIKE MCRAE

Evren’imizdeki her şey, dört adet temel kuvvetle bir arada tutuluyor veya birbirinden uzaklaşıyor: Bu güçler ise kütleçekimi, elektromanyetizma ve iki adet nükleer etkileşim olarak biliniyor. Şimdiyse fizikçiler, bir helyum atomundan beşinci güce yönelik faaliyetlerin ortaya çıkışını belirlediklerini düşünüyor.

Ayrıca araştırmacılar, bu gücü daha önce de kısa bir süreliğine gördüklerini iddia etmişler. Bunu ise birkaç yıl önce, bir berilyum izotopu bozunurken görmüşler. Aynı takım, şimdi bu gizemli gücün faaliyette olduğuna yönelik ikinci bir örnek görmüş; onu taşıdığını düşündükleri parçacığa ise, X17 adını vermişler.

Eğer bu keşif doğrulanırsa, X17 hakkında daha fazlasını öğrenerek hem Evren’imizi kontrol eden bu kuvvetleri daha iyi anlayacağız; hem de bu durum, bilim insanlarının karanlık madde problemini son kez çözmelerine yardımcı olacak.

Macaristan’daki Nükleer Araştırma Enstitüsü’nde çalışan Attila Kraznahorkay ve meslektaşları, 2016 yılında uyarılmış bir berilyum-8 elementinin bozunduğu zaman ışık yayma biçimine baktıklarında tuhaf bir şeyler olduğundan şüphelenmişler.

Eğer bu ışık yeterince enerjik olursa, bir elektrona ve bir pozitrona döşünüyor; bunlar da birbirinden ayrılmadan önce, tahmin edilebilir bir açıda birbirini itiyormuş.

Enerjinin korunumu yasasına göre; bu iki parçacığın ürettiği ışık enerjisi arttıkça, bunların arasındaki açının azalması gerekiyormuş. En azından istatistikler bunu gösteriyormuş.

Tuhaf bir şekilde, Kraznahorkay ve takımının gördüğü şey pek de bu değilmiş. Yapılan açı sayımlarında, 140 derecelik bir açıyla ayrılan elektron ve pozitronların sayısında beklenmedik bir artış olmuş.

Bilimsel çalışma, yeterince sağlam görünüyormuş ve yakın zaman sonra, bu anormallikten tamamen yeni bir parçacığın sorumlu olabileceğini öne süren dünya çapındaki diğer araştırmacıların da ilgisini çekmiş.

Parçacığın özellikleri, bunun herhangi eski bir parçacık değil; tamamen yeni türden, temel bir bozon olması gerektiğini akla getiriyormuş.

Bu ufak bir iddia değil. Şu an dört temel kuvveti ve bunların üç tanesinin de, kendilerinin çekim ve itim mesajlarını taşıyan bozonlara sahip olduklarını biliyoruz.

Kütleçekim kuvveti, ‘graviton‘ olarak bilinen ve hipotez olan bir parçacıkla taşınıyor; fakat bilim insanları, maalesef bunu henüz tespit edememiş.

Bu yeni bozon, (17 megaelektrondan oluşan veya bir elektronun yaklaşık 33 katı olan) özel kütlesi ve (yaklaşık 10 ila eksi 14 saniye … ama hey, bu miktar kameraya gülümseyecek kadar uzun) ufak ömür süresi sayesinde; bu dört bilinen kuvveti taşıyan parçacıklardan biri olamazmış.

Bu yüzden bütün işaretler, bu bozonun yeni, beşinci bir gücün taşıyıcısı olduğuna işaret ediyor. Fakat fizikçiler, erkenden kutlama yapmaya hevesli değil. Yeni bir parçacığın bulunması, fizikte her zaman büyük bir haber değil ve çok sayıda tetkik gerektiriyor. Tekrarlı deneylerden de bahsetmeye gerek yok.

Neyse ki Kraznahorkay’ın takımı, son birkaç yıldır bulduklarıyla tamamen yetinmemiş. Bu süreçte, berilyum-8’in bozunması yerine, uyarılmış bir helyum çekirdeğinin durumundaki değişime bakmaya odaklanmışlar.

Araştırmacılar, önceki keşiflerine benzer biçimde; elektron ve pozitron çiftlerinin, şu an kabul edilen modellerle uyuşmayan bir açıda ayrıldıklarını bulmuşlar. Bu sefer bu rakam, 115 dereceye yakınmış.

Geriye dönük çalışan takım; helyumun çekirdeğinin, yaklaşık 17 megaelektronvolt kütlesi olan, kısa ömürlü bir bozon da oluşturduğunu hesaplamış.

Araştırmacılar basitleştirmek amacıyla, bozona X17 adını vermişler. Bunun, herhangi bir madde modeline ekleyebileceğimiz resmî bir parçacık haline gelmesi için daha çok zaman varmış.

2016’da yapılan deney, saygın bir yayın olan Physical Review Letters bültenine kabul edildiyse de; bu son çalışma, henüz hakem denetiminden geçmiş değil. Söz konusu bulguları; bu alanda çalışan diğer araştırmacıların da incelemesi için yüklendiği yer olan arXiv‘den okuyabilirsiniz.

Ancak bu tuhaf bozon, deneydeki tesadüflerden kaynaklanan bir yanılsama değil. Bozonun nöronlar ile etkileşime girmesi, geleneksel dörtlü gibi davranmayan bir kuvvete işaret ediyor.

Karanlık maddenin görünmez nüfuzunun, bugün fizikteki en büyük gizemlerden biri olmasıyla beraber; tamamen yeni olan temel bir parçacık, hepimizin beklediği bir çözüme işaret edebilir ve gördüğümüz madde ile göremediğimiz maddeyi birbirine bağlamanın bir yolunu sunabilir.

Aslında araştırmacılar bir dizi karanlık madde deneyi yaparak, 17 megavoltluk tuhaf bir parçacık bulmaya çalışıyormuş. Şimdiye kadar hiçbir şey bulamamışlar fakat daha araştırılacak bir sürü yer olduğundan, henüz kestirip atmak için çok erken.

Bilinen kuvvetlerden ve onların parçacıklarından oluşan Standart Model‘in, ailenin yeni üyesine yer açmak üzere yeniden düzenlenmesi; hafif bir değişiklik değil, devasa bir değişim anlamına gelebilir.

Yine de X17 gibi bir şey, tam aradığımız şey olabilir.

Araştırma, hakem denetimi öncesi arXiv üzerinde görülebilir.

 

 

 

 

ScienceAlert

Bunları da okumak isteyebilirsiniz...

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir