Araştırmacılar, müon ismi verilen atom altı parçacıkların mevcut atom altı fizik teorisinin öngördüğü formda davranmadığını gösteren yeni deliller elde etti.
Bilim insanları müonlar üzerinde bilinmeyen bir kuvvetin tesirli olabileceğine inanıyor.
Bu sonuçları doğrulamak için daha fazla dataya muhtaçlık var, fakat doğrulanmaları halinde fizikte bir ihtilalin başlangıcı olabilir.
Günlük yaşantımızda daima deneyimlediğimiz tüm kuvvetler şu an dört kategoriye indirgenebilir: yerçekimi, elektromanyetizm, güçlü nükleer kuvvet ve zayıf nükleer kuvvet. Bu dört temel kuvvet, kozmostaki tüm objelerin ve parçacıkların birbirleriyle etkileşime girme formunu belirler.
Yeni bulgular Fermilab isimli bir ABD parçacık hızlandırıcı tesisinde elde edildi ve Fermilab takımının birinci sefer 2021 yılında beşinci bir tabiat kuvveti mümkünlüğünü öne sürdüğü sonuçların üzerine inşa edildi.
Fermilab’da kıdemli bir bilim insanı olan Dr. Brendan Casey’e nazaran, araştırma grubu o tarihten beri daha fazla bilgi topladı ve ölçümlerinin belirsizliğini epeyce azaltmış oldu.
“YENİ BİR BÖLGEYİ ARAŞTIRIYORUZ”
Casey, “Gerçekten yeni bir bölgeyi araştırıyoruz. (Ölçümleri) daha evvel hiç görülmediği kadar düzgün bir hassasiyetle yapıyoruz” diyor.
‘g eksi iki (g-2)’ üzere akılda kalıcı bir ismi olan deneyde araştırmacılar müon ismi verilen atom altı parçacıkları 15 metre çapındaki bir halkanın etrafında hızlandırarak neredeyse ışık suratında yaklaşık bin sefer dolaştırıyor.
Araştırmacılar, müonların yeni bir tabiat gücünün tesiri nedeniyle Standart Model olarak isimlendirilen mevcut teori ile açıklanamayacak formda davranıyor olabileceklerine dair bilgiler elde etti.
Veriler güçlü olsa da Fermilab grubu şimdi kesin bir ispata sahip değil.
Şimdiye kadar bunu elde etmeyi umuyorlardı, fakat teorik fizikteki gelişmeler nedeniyle standart modelin müonlardaki yalpalama ölçüsünün ne olması gerektiği konusundaki belirsizlikler arttı.
Böylece deneysel fizikçiler için maksat kriterler değişmiş oldu.
“BAŞLANGIÇ FİTİLİNİ ATEŞLYECEK”
Araştırmacılar muhtaçlık duydukları datalara sahip olacaklarına ve teorik belirsizliğin iki yıl içinde amaçlarına ulaşmalarına yetecek kadar azalacağına inanıyorlar.
Avrupa’daki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’ndaki (LHC) rakip bir grup ise bu maksada daha evvel ulaşmayı umuyor.
Imperial College London’dan Dr. Mitesh Patel, LHC’de Standart Model’deki kusurları bulmaya çalışan binlerce fizikçiden biri. BBC News’a verdiği demeçte, standart modelle çelişen deneysel sonuçları bulan birinci bireylerin fizikte tüm vakitlerin en büyük buluşlarından birini yapacağını belirtiyor.
“Standart Model’in öngörüleriyle uyuşmayan davranışları ölçmek parçacık fiziği açısından beklenen maksattır. Model 50 yılı aşkın bir müddettir tüm deneysel testlere dayandığı için anlayışımızda bir ihtilal bakımından başlangıç fitilini ateşleyecek.”
Fermilab, bir sonraki sonuçlarının teori ve deney ortasında yeni parçacıkları yahut kuvvetleri ortaya çıkarabilecek “nihai veriler” olacağını söylüyor.
STANDART MODEL NEDİR?
Peki, Standart Model nedir ve onun öngörülerine tam olarak uymayan deneysel bir sonuç elde etmek neden bu kadar büyük bir olay?
Etrafımızdaki her şey atomlardan oluşuyor; atomlar da daha küçük parçacıklardan meydana geliyor. Bunlar etkileşime girerek tabiatın dört kuvvetini oluşturuyor: elektrik ve manyetizma (elektromanyetizm), iki nükleer kuvvet ve yerçekimi (kütleçekim).
50 yıl boyunca bunların hareket biçimi hiçbir yanılgı olmaksızın standart model tarafından harika bir halde öngörülmüş durumda.
Müonlar atomların yörüngesinde dönen ve elektrik akımlarından sorumlu olan elektronlara benzerler, fakat 200 kat kadar daha büyüktürler.
Deneyde güçlü, muhteşem iletken mıknatıslar kullanıldı.
Sonuçlar müonların standart modelin öngördüğünden daha süratli yalpaladıklarını gösterdi. Projenin önde gelen araştırmacılarından Liverpool Üniversitesi’nden Profesör Graziano Venanzoni, bunun bilinmeyen yeni bir kuvvetten kaynaklanabileceğini söyledi.
“Şu anda farkında olmadığımız diğer bir güç olabileceğini düşünüyoruz. Bu, ‘beşinci kuvvet’ olarak isimlendirdiğimiz farklı bir şey. Bu farklı, şimdi bilmediğimiz bir şey, ancak kıymetli olmalı, zira Cihan hakkında yeni bir şey söylüyor.”
Eğer doğrulanırsa bu, Einstein’ın izafiyet kuramından bu yana geçen yüz yılın en büyük bilimsel atılımlarından biri olacak. Zira beşinci bir kuvvet ve bununla bağlantılı rastgele bir parçacık, parçacık fiziğinin mevcut Standart Modelinin bir modülü değil.
Araştırmacılar, “Standart Model’in ötesinde fizik” olarak tanımladıkları şeyin var olduğunu biliyorlar, zira mevcut teori astronomların uzayda gözlemlediği pek çok şeyi açıklayamıyor.
Bunlar ortasında galaksilerin kainatı yaratan Büyük Patlama’dan sonra genişlemenin yavaşlaması yerine birbirlerinden ayrılmaya devam etmeleri de yer alıyor. Bilim insanları bu hızlanmanın karanlık güç ismi verilen bilinmeyen bir güç tarafından yönlendirildiğini söylüyor.
Galaksiler ayrıyeten, içlerinde ne kadar unsur olduğuna dair anlayışımıza nazaran, olması gerekenden daha süratli dönüyorlar. Araştırmacılar bunun karanlık unsur ismi verilen ve yeniden Standart Model’in bir modülü olmayan görünmez parçacıklardan kaynaklandığına inanıyor.
Araştırmanın sonuçları Physical Review Letters dergisinde yayımlandı.
