Bilim insanları Cern’de bulunan Büyük Hadron Çarpıştırıcısındaki LHCb deneyinde madde ve karşıt-maddenin farklı davrandığı yeni bir durum keşfetti.
LHCb bilim insanları yüzde 99.999 istatistiksel kesinlikle tılsım kuark bulunduran madde ve karşıt-maddenin ışımalarında bir farklılık keşfetti. Bu keşif madde ve karşıt-madde arasındaki farklıları araştırmak için yeni bir olanak açarak , evrende karşıt-maddenin normal maddeden neden çok daha az olduğunu anlamamıza yardımcı olabilir.
LHCb deneyinde yer alan bilim insanları bu keşfin deneysel parçacık fiziği için büyük önem arz ettiğini ortaya koydular. Daha önce bir çok kez bu ölçümleri yapmak için deneyler yapılmasına rağmen, şimdiye kadar hiç kimse bunu gözlemlemeyi başaramadı. Bu keşif karşıt-madde araştırmalarında büyük bir mihenk taşı olabilir.
En küçük toz zerresinden en büyük yıldıza kadar evrende bulunan her yapı normal maddeden oluşmuştur. Ancak, bunu aynı şekilde başarabilecek başka bir malzeme vardır: karşıt-madde. Karşıt-madde neredeyse normal madde ile aynıdır, tek bir farkla elektrik ve manyetik özellikleri normal maddenin tersidir. Örneğin, karşıt-hidrojen atomları için yapılan çok hassas ölçümlerde, normal hidrojen atomu ile virgülden sonra 6. Basamağa kadar aynı olduğu bulunmuştur.
Madde ve karşıt-madde bir fiziksel yerde aynı anda bulunamazlar , çünkü birbirlerini yok ederler. Bu madde ve karşıt-maddenin bu eşit fakat zıt doğası, evrenin doğuşu sırasında ortaya çıkan madde ve karşıt-maddeden eşit miktar olmasını düşünen kozmologlar için bir muamma oluşturuyor. Fakat, bu doğru olsaydı bütün madde ve karşıt-madde birbirini yok eder geriye sade enerji kalırdı.
Parçacık fizikçiler maddenin evrenin ilk doğuşunda karşıt-maddeye karşı kazanmasına neden olacak küçük farklıkları bulmaya çalışıyorlar.
Şansımız var ki karşıt-madde tamamen yok olmadı. Normalde karşıt-maddeyi dünyada gözlemleyemeyiz. Fakat, normal madde parçacıkları yüksek enerjilerde birbirleri ile çarpıştıklarında ortaya çıkabilirler.
Kuantum mekaniğinden dolayı, her kararsız parçacığın hangi parçacıklara ışıyacağını bilemeyiz ancak ortaya çıkabilecek olasılıkları bulabiliriz.
Yeni LHCb deneyi proton ve nötron gibi parçacıkların iç yapısını oluşturan iki bağlı kuarktan oluşan parçacıkların ışımasını araştırdı. Bu parçacıklardan bir tanesi bir tılsım kuark ve yukarı kuarkın karşıt-madde versiyonu olan karşıt-yukarı kuarktan oluşuyor (D0 diye adlandırılıyor). Diğer parçacık ise bir yukarı kuark ve karşıt- tılsım kuarktan oluşuyor (karşıt D0).
LHCb’deki bilim insanları D0 ve karşıt-D0 parçacıklarından milyonlarcasını ölçerek, her birisinin kaç kez kaon yada pion parçacıklarına dönüştüğünü buldu.
D0 ve karşı- D0 parçacıklarının elektrik ve manyetik özelikleri dışında her şeyinin aynı olmasından dolayı, bu parçacıklara dönüşme oranın aynı olması bekleniyordu. Ancak, bilim insanları her iki oranın % 0.01 civarında farklı olduğunu buldu. Bu tılsım kuarktan oluşan parçacık ile karşıt-maddesinin tamamen aynı olmadığını ortaya koyuyor.
Madde ve karşıt-madde parçacıklarının biraz farklı davranmaları yeni bir şey değil, daha önce tuhaf kuark ve alt kuarktan oluşan parçacıklarda bu durum gözlemlendi. Bu çalışmayı özel kılan şey, bu asimetrinin ilk kez tılsım kuark içeren parçacıklarda gözlemlenmesidir.
BaBar, Belle ve CDF gibi deneyler daha önce aynı şeyi ölçmeye çalıştı ancak sonuca varacak yeterli veri elde edemediler. LHC 2. deneyinin başlamasından beri çok büyük miktarda veri toplanması ve parçacıkların ayırt edilmesinde kullanılan metotların gelişmesinden dolayı, bilim insanları yeteri kadar D0 ve karşıt-D0 parçacıkları ölçerek, ışımalarından kaynaklanan farklılıkları ortaya koyabildiler.
Bir sonraki adım, bu ölçümlerin teorik modellerle nasıl uyuştuğunun bulunmasıdır. Teorik fizikçilerin bunun Standart Model ile açıklanıp açıklanmayacağını ortaya koyması gerekiyor.
Bu yazı aşağıdaki kaynaktan Türkçeye çevrilmiştir.
Resim :SymmetryMagazine
Kaynak: SymmetryMagazine
