Madde Nasıl Oluştu? Erken Evren ve Büyük Patlama Hakkında Bilinmeyenler
Bilim insanları parçacık hızlandırıcılarında evrenin ilk zamanlarındaki ekstrem koşulları yeniden yaratarak maddenin oluşumuna dair şaşırtıcı bilgiler ortaya koydular.
Yeni hesaplamalar, belirli parçacıkların %70’ine kadarının Büyük Patlama’dan hemen sonra oluşan ilk kuark-gluon çorbası yerine daha sonraki reaksiyonlardan kaynaklanabileceğini gösteriyor. Bu keşif, madde oluşumunun zaman çizelgesi hakkındaki önceki varsayımlara meydan okumakta ve etrafımızdaki maddenin çoğunun beklenenden daha geç oluştuğunu göstermektedir. Bilim insanları bu süreçleri anlayarak çarpıştırıcı deneylerinin sonuçlarını daha iyi yorumlayabilir ve evrenin kökenleri hakkındaki bilgilerini geliştirebilirler.
Erken Evrenin Olağanüstü Koşullarını Yeniden Yaratmak
Evrenin ilk zamanları güneşimizin çekirdeğinden 250.000 kat daha sıcaktı. Bu, günlük maddeyi oluşturan proton ve nötronları oluşturmak için çok fazla sıcaktır. Bilim insanları parçacık hızlandırıcılarında atomları neredeyse ışık hızında birbirine çarptırarak evrenin ilk zamanlarındaki koşulları yeniden yaratıyor. Ortaya çıkan parçacık yağmurunu ölçmek, bilim insanlarının maddenin nasıl oluştuğunu anlamalarını sağlar.
Bilim insanlarının ölçtüğü parçacıklar çeşitli şekillerde oluşabilir: kuark ve gluonlardan oluşan orijinal çorbadan ya da daha sonraki reaksiyonlardan. Bu sonraki reaksiyonlar Büyük Patlama’dan 0.000001 saniye sonra, kuarklardan oluşan bileşik parçacıklar birbirleriyle etkileşime girmeye başladığında başladı. Yeni bir hesaplama, ölçülen bazı parçacıkların %70 kadarının, evrenin erken dönemindekilere benzer reaksiyonlardan değil, bu sonraki reaksiyonlardan geldiğini belirledi.
Maddenin Kökenini Anlamak
Bu bulgu maddenin kökenine ilişkin bilimsel anlayışı geliştiriyor. Çevremizdeki maddenin ne kadarının Büyük Patlama’dan sonra saniyenin ilk birkaç kesri içinde oluştuğunu, ne kadarının ise evren genişledikçe daha sonraki reaksiyonlardan oluştuğunu belirlemeye yardımcı oluyor. Bu sonuç, etrafımızdaki maddenin büyük bir kısmının beklenenden daha sonra oluştuğunu göstermektedir.
Çarpıştırıcı deneylerinin sonuçlarını anlamak için bilim insanları daha sonraki reaksiyonlarda oluşan parçacıkları göz ardı etmelidir. Yalnızca atom altı çorbada oluşanlar evrenin ilk koşullarını ortaya koyar. Bu yeni hesaplama, reaksiyonlarda oluşan ölçülen parçacıkların sayısının beklenenden çok daha yüksek olduğunu gösteriyor.
Partikül Oluşumunda Daha Sonraki Reaksiyonların Önemi
1990’larda fizikçiler, evrenin ilk oluşum aşamasını takip eden sonraki reaksiyonlardan bazı parçacıkların önemli sayıda oluştuğunu fark ettiler. D mezonları adı verilen parçacıklar etkileşime girerek nadir bir parçacık olan charmonyumu oluşturabilir. Bilim insanları bu etkinin ne kadar önemli olduğu konusunda fikir birliğine varamadılar. Charmonyum nadir olduğu için ölçülmesi zordur.
Ancak son deneyler, çarpıştırıcıların kaç tane charmonyum ve D mezonu ürettiğine dair veri sağlıyor. Yale Üniversitesi ve Duke Üniversitesi’nden fizikçiler bu etkinin gücünü hesaplamak için yeni verileri kullandılar. Beklenenden çok daha önemli olduğu ortaya çıktı. Ölçülen charmonyumun %70’inden fazlası reaksiyonlarda oluşmuş olabilir.
Maddenin Kökenini Anlamak İçin Çıkarımlar
Atom altı parçacıklardan oluşan sıcak çorba soğudukça, bir ateş topu halinde genişler. Tüm bunlar ışığın bir atomu geçmesi için gereken sürenin yüzde birinden daha kısa bir sürede gerçekleşir. Bu çok hızlı olduğu için bilim insanları ateş topunun tam olarak nasıl genişlediğinden emin değiller.
Yeni hesaplama, bilim insanlarının bu genişlemenin ayrıntılarını bilmelerine kesinlikle gerek olmadığını gösteriyor. Çarpışmalar ne olursa olsun önemli miktarda charmonyum üretiyor. Yeni sonuç bilim insanlarını maddenin kökenini anlamaya bir adım daha yaklaştırıyor.
Kaynak: https://scitechdaily.com
Büyük Patlamadan Kısa Bir Süre Sonra Eski Yıldızlarla Dolu Galaksiler Görüldü