WASHINGTON — Kuramsal fizik, kuantum mekaniği, parçacık fiziği ve astrofizik dünyasında, evrenin varoluş temellerini yeniden tanımlayabilecek nitelikte tarihi bir laboratuvar deneyi gerçekleştirildi. Northwestern Üniversitesi liderliğindeki araştırmacılar, elektronun anti-madde eşdeğeri olan tek bir pozitronu özel bir alanda hapsederek mutlak sıfıra yakın bir sıcaklıkta aylarca tutmayı başardı.
- Northwestern Üniversitesi araştırmacıları tek bir pozitronu özel bir alanda hapsederek mutlak sıfıra yakın sıcaklıkta aylarca tuttu.
- Physical Review Letters dergisinde yayımlanan çalışma, CERN’deki bağımsız uzmanlarca ‘olağanüstü bir başarı’ olarak nitelendirildi.
- Deney, modern fiziğin temelini oluşturan ve evrenin işleyişini açıklayan Standart Model’i doğrudan sorgulamaya açıyor.
- Elektron ve pozitronun manyetik momentleri arasında binde birlik bir uyumsuzluk saptanırsa mevcut fizik teorileri çökecek.
Büyük Patlama’nın Sırrı: Madde ve Anti-Madde Çatışması
Mevcut fizik teorilerine göre, yaklaşık 13,8 milyar yıl önce gerçekleşen Büyük Patlama esnasında eşit miktarda madde ve anti-madde ortaya çıkmış olmalıydı. Aynı kütleye ancak zıt elektriksel yüklere sahip olan bu iki yapı temas ettiğinde devasa bir enerji patlamasıyla birbirini tamamen yok ediyor. Ancak bugün gözlemlediğimiz evren, tamamen maddeden oluşuyor. Bu durum, bilim dünyasında anti-maddenin neden kaybolduğu sorusunu uzun süredir yanıt arayan en büyük gizemlerden biri haline getiriyor. İşte bu noktada devreye giren Northwestern Üniversitesi ekibi, maddenin zıt ikizi olan anti-maddeyi incelemek adına çığır açıcı bir laboratuvar deneyi yürüttü. Çalışma kapsamında bilim insanları, anti-maddeyi oluşturan tek bir pozitron parçacığını havada asılı tutarak mutlak sıfırın hemen üzerindeki bir sıcaklıkta dondurmayı başardı. Physical Review Letters dergisinde yayımlanan ve CERN’deki bağımsız araştırmacılar tarafından ‘olağanüstü bir başarı’ olarak tanımlanan bu çalışma, modern fiziğin en kapsayıcı teorisi olan Standart Model’i kökten sorgulamaya açıyor.
Kuantum Tuzağı ve Mutlak Sıfırın Ötesinde Hassas Ölçümler
Araştırma ekibi, bu olağanüstü deneyi gerçekleştirebilmek için son derece karmaşık ve yenilikçi bir yöntem izledi. Radyoaktif bozunma sonucu ortaya çıkan son derece hızlı pozitronlar, öncelikle tungsten kristal atomlarından sektirilerek yavaşlatıldı. Ardından bu süreçten hayatta kalan en yavaş parçacık özenle ayrıldı ve elektrik ile manyetik alanların eş zamanlı olarak kullanıldığı özel bir kuantum tuzağına hapsedildi. Mutlak sıfırın sadece 0,3 derece üzerinde ve gaz moleküllerinden tamamen arındırılmış mükemmel bir vakum ortamında tutulan tekil pozitron, hiçbir maddeyle temas etmeden aylarca tuzakta yaşatıldı. Mümkün olan en düşük enerji seviyesine indirilen bu kritik parçacık, daha sonra mikrodalga radyasyonu verilerek ‘kuantum sıçramaları’ yapmaya teşvik edildi. Şu anda fizikçiler, pozitronun kendi ekseni etrafındaki yalpalama davranışını belirleyen ‘manyetik moment’ değerini titizlikle inceliyor. Elde edilen bu veriler, 2023 yılında elektron üzerinde yapılan ölçümlerle tam 10 bin kat daha yüksek bir hassasiyetle karşılaştırılıyor.
Gelişmeler ve Beklentiler
Eğer elektron ve pozitronun manyetik momentleri arasında binde birlik bir uyumsuzluk dahi saptanırsa, modern fiziğin şimdiye kadar kabul ettiği Standart Model tamamen çökecek. Alanında uzman bilim insanları, bu olası farkın bulunması halinde karanlık maddenin doğasından evrenin temel simetrisine kadar pek çok bilinmeyenin aydınlatılacağını ve modern fizik tarihindeki en büyük devrimin gerçekleşeceğini vurguluyor.
Kaynak: Cumhuriyet Son Dakika