Antimadde Araştırmalarında Önemli Keşifler

0

BEĞENDİM

ABONE OL

News

0

Antimadde Üzerine Önemli Keşif

Bilim insanları, antimaddeyi -270 derecede, yani mümkün olan en düşük sıcaklığa en yakın düzeyde tutmak için sisteme sıvı helyum ekliyor. Bu araştırmalar, Evrenin ilk oluşumunda bolca bulunan gizemli antimadde ile ilgili önemli bir keşfi işaret ediyor. Antimadde, maddenin tam tersi özelliklere sahip bir varlık. Büyük Patlama sırasında madde ve antimadde eşit miktarlarla ortaya çıktı. Ancak, madde her yerde bulunmasına rağmen antimaddenin varlığını tespit etmek oldukça zor bir süreç.

Son yapılan çalışmalarda, hem maddenin hem de antimaddenin yerçekimine benzer şekilde tepki verdiği keşfedildi. Fizikçiler, Evrenin nasıl oluştuğunu açıklamak amacıyla madde ve antimaddenin farklılıkları ve benzerlikleri üzerinde uzun yıllardır araştırmalar yapıyor. Eğer antimaddenin yerçekimine tepkisi yukarı yönde olsaydı, bu durum fizik biliminin temel taşlarını sarsacak bir keşif olabilirdi. Ancak şimdi, ilk kez antimaddenin atomlarının da aşağıya doğru düştüğü saptandı. Bu, bilimsel bir son değil, aksine yeni deneyler ve teorilerin kapılarını aralayan bir buluş olarak değerlendiriliyor.

Örneğin, antimadde ve maddenin düşüş hızları arasında bir fark var mı? Büyük Patlama sırasında madde ve antimaddenin birbirlerini yok ederek ışık dışında hiçbir şey bırakmaması gerekiyordu. Fakat neden böyle olmadığını anlamak, fizik biliminin en büyük gizemlerinden biri olarak kalıyor. Evrenin oluştuğu o ilk anlarda, madde bir şekilde antimaddeye üstün geldi. Dünyanın en büyük fizik laboratuvarlarından biri olan İsviçre’deki CERN’den Dr. Danielle Hodgkingson, antimaddenin yerçekimine nasıl tepki verdiğinin gizemini çözmenin anahtar olabileceğini ifade ediyor. Hodgkingson, “Evrenimizde maddenin neden üstün geldiğini anlayamıyoruz. Dolayısıyla, deneylerimizin motivasyonu bu” diye belirtiyor.

Antimadde, evrende sadece kısa bir süreliğine, yani saniyenin bir kısmında var olabiliyor. Bu yüzden CERN ekibinin antimaddeyi daha stabil ve uzun süreli hale getirmesi gerekiyor. Prof. Jeffrey Hangst, atom altı parçacıklardan binlerce antimadde atomu toplayarak bunları bir yerde tutma ve yerçekimine tepkilerini gözlemleme üzerine 30 yılını harcadı. Hangst, “Antimadde, aklınıza gelebilecek en heyecan verici ve gizemli şey. Anlayabildiğimiz kadarıyla, sadece antimaddeden oluşan bir evren inşa edebiliriz. Bu meseleyi araştırmak oldukça ilham verici bir deneyim” şeklinde konuştu.

Antimadde Nedir?

Antimaddeyi anlamak için öncelikle maddenin ne olduğuna bakalım: Dünyamızdaki her şey madde adını verdiğimiz atomlardan oluşuyor. En basit atom hidrojen atomudur. Güney gökyüzü büyük ölçüde hidrojen atomlarından meydana gelmektedir. Bir hidrojen atomu, ortada iki pozitif yüklü proton ve çevresinde dönen negatif yüklü bir elektrondan oluşur. Antimadde ise bu yapıdaki elektrik yüklerinin tersidir. Örneğin, hidrojenin antimadde versiyonu olan antihidrojen, CERN’deki deneylerde kullanılmıştır. Antihidrojende ortada negatif yüklü bir proton (antiproton) ve yörüngesinde dönen pozitif yüklü bir elektron (pozitron) bulunur.

Bu antiprotonlar, CERN’deki hızlandırıcılarda parçacıkların çarpıştırılmasıyla oluşturulmuştur. Antimadde laboratuvarına borular aracılığıyla ışık hızına yakın bir hızda ulaşan bu parçacıklar, araştırmacıların kontrol edebilmesi için yüksek bir hızda hareket eder. İlk aşamada, bir halkanın etrafında döndürülerek yavaşlatılırlar. Bu, enerjilerini çekerek daha yönetilebilir hızlara düşmelerini sağlar. Antiprotonlar ve pozitronlar daha sonra dev bir mıknatısa yönlendirilir ve burada birleşerek binlerce antihidrojen atomu oluştururlar. Mıknatıs, antihidrojeni tutan bir manyetik alan yaratır. Antimadde, bulunduğu konteynerin kenarına dokunduğunda anında yok olur; çünkü antimadde bizim dünyamızla temasta kalamaz.

Manyetik alan kapatıldığında, antihidrojen atomları serbest bırakılır ve sensörler bu atomların aşağı mı yoksa yukarı mı gittiğini saptar. Bazı teorisyenler daha önce antimaddenin yerçekimi ile karşılaşınca aşağı düşeceğini öngörmüştü. Özellikle de Albert Einstein, 100 yıl önce İzafiyet Teorisi’nde antimaddenin de tıpkı madde gibi aşağı düşmesi gerektiğini ifade etmişti. CERN’deki araştırmacılar, bu sayede Einstein’ın teorisini daha büyük bir netlikle doğrulamış oldular. Ancak antimaddenin yerçekimi karşısında yukarı değil, aşağı doğru düşmesi, onun maddeyle aynı hızda düştüğü anlamına gelmez. Ara