Evrende Neden Bu Kadar Çok Madde ve Bu Kadar Az Antimadde Var?
Evrendeki madde ve antimadde miktarı arasındaki fark fizikçiler için bir sorun teşkil etmektedir: Eğer madde ve antimadde Büyük Patlama sırasında aynı anda yaratıldıysa ve çoğu fiziksel yasanın önerdiği gibi aynı şekilde davrandıysa, bugün maddenin varlığını açıklamak zordur.
Eğer parçacıkların ve antiparçacıkların sayısı kabaca eşit olsaydı, evrenin ömrü boyunca uzun zaman önce yok olur ve radyasyona dönüşürlerdi. Ama madde var ve biz ondan yapıldık.
CERN fizikçileri ilk kez protonla aynı aileden gelen bir madde parçacığının antiparçacık ikizinden oldukça farklı davrandığını gördüler.
Parçacık fiziğinin Standart Modeli ile uyumlu olan bu keşif, araştırmacıların neredeyse tüm evrenin neden maddeden ve çok az antimaddeden oluştuğunu açıklamalarına yardımcı olabilir.
Teorik fizikçi olan Yuval Grossman, “Bu ölçüm beni şahsen çok heyecanlandırdı” diyor. Fizikçi, bu keşfin tek başına maddenin antimadde üzerindeki hakimiyetini açıklayamayacağını, ancak “bulmacanın bir başka parçası olduğunu” söylüyor.
CERN’deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda yapılan bir deneyden elde edilen keşif, İtalya’nın La Thuile kentinde düzenlenen Rencontres de Moriond konferansında sunuldu ve arXiv ön baskı sunucusunda yayınlandı.
Madde ve antimadde -aynı kütlede fakat zıt yüklü parçacıklar- arasındaki farkları anlamak evrenin yapısını açıklamak açısından önemlidir.
Bu iki parçacık türü bir araya geldiğinde yok olurlar. “Yük “ün mutlaka bir elektrik yükü olmadığı unutulmamalıdır. Örneğin, güzel lambda baryonu ve onun antiparçacığı gibi elektriksel olarak nötr parçacıklarda zıt olan baryonik bir yük olabilir ve çarpıştıklarında da yok olurlar.
Bazı madde ve antimadde türleri arasında bazı küçük davranış farklılıkları gözlemlenmiş olsa da, Evren’deki görünür maddenin çoğunu oluşturan parçacıklar olan baryonlarda bunlar hiç gözlemlenmemiştir. Baryonlar üç kuarktan oluşur (protonlar ve nötronlar sadece baryonlardır).
Yeni çalışmada araştırmacılar, güzel lambda baryonu ve onun antiparçacığının bozunma oranları arasında ince farklılıklar gözlemledi. Ekip, bu baryonların bir protona ve iki kuarktan oluşan hafif, kararsız parçacıklar olan üç mezona bozunmasına ilişkin 2009’dan 2018’e kadar olan verileri analiz etti.
Güzel lambda baryonunun madde ve antimadde versiyonları arasındaki bozunma oranlarındaki farka ilişkin kanıtların çok önemli olduğu ortaya çıktı. Fizikçiler böyle bir farklılığın tesadüfen meydana gelme olasılığının 3 milyonda 1’den daha az olduğunu hesapladılar.
Teorik fizikçi olan, deneyin katılımcılarından ve LHC makalesinin ortak yazarlarından Tim Gershon, keşfin “önemli bir kilometre taşı” olduğunu söylüyor.
Uzun zamandır beklenen fenomen
İngiltere’deki Liverpool Üniversitesi’nde teorik fizikçi olan ve aynı zamanda LHC deneyinde çalışan Tara Shears, keşfin “parçacık fiziğindeki en büyük gizemlerden biri olan” maddenin antimadde üzerinde neden baskın olduğu konusunda yeni bilgiler sağlayabileceğini söylüyor.
Fizikçiler 1960’lardan beri madde ve antimaddenin davranışlarındaki bazı farklılıkların, doğanın dört temel kuvvetinden biri olan zayıf etkileşimi içeren bazı etkileşimlerde kendini gösterdiğini biliyorlar.
CP-simetri kırılması olarak bilinen bu olgu, Standart Model’in bir parçasıdır ve Evren’deki madde ve antimadde dengesizliğini açıklamaya yardımcı olan bilinen tek mekanizmadır. Ancak sadece mezonlarda gözlemlenmiştir.
Fizikçiler baryonlarda da benzer bir uyumsuzluk bulmayı bekliyorlardı, ancak uzun süre bulamadılar. Gershon, “Baktığımız her yerde, baryonlarda CP-simetri kırılmasının önemli bir etkisini bulamadık” diyor.
Baryonlarda gözlemlemenin bu kadar uzun sürmesinin bir nedeni, çarpıştırıcılarda yaratılmalarının mezonlardan daha zor olması.
Ancak Gershon, baryonlardaki madde ve antimadde arasındaki uyumsuzluğun da mezonlardan çok daha küçük göründüğünü söylüyor. Bilim adamı bunun nedeninin belirsiz olduğunu söylüyor. “Bu bize araştırmak için ilginç bir şey veriyor.”
erleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Evrende Neden Bu Kadar Çok Madde ve Bu Kadar Az Antimadde Var?
Dünya’nın Manyetik Çekirdeğinin Derinliklerinde Hangi Gizemler Saklı?
/Evrende Neden Bu Kadar Çok Madde ve Bu Kadar Az Antimadde Var?/