• Evren Neden Var ve Bunu Anlamak İçin Neler Yapılıyor?
38
20
3
0
0
Fiziğin en şaşırtıcı ve düşündükçe rahatsız edici gizemlerinden birisine bilimsel açıdan çözüm aramak zor iş. Fakat birileri, bir yerlerde bu konulara kafa patlatıp insanoğlunun ufkunu açmaya gayret gösteriyor. Bu çalışmalar da hayret verici sonuçlar vermeye başladı.

Mevcut fizik anlayışımıza dayanarak, maddenin asla var olmayacağı sorusuna kadar gidebiliriz. Bu çıkmaz, keşfedilen gizemlerin kağıt üzerindeki denklemlerini sınırlandırıyor ve bilim insanları, tam olarak hangi sınırlara kadar gidebileceğimiz konusunda ufkumuzu açıyorlar.

Günümüzde dünya çapında 4 büyük deney gerçekleştiriliyor. Nadir olarak değişim geçiren ve güç şekilde tespit edilebilen parçacıkların -yani doğadaki tespit edebildiğimiz en küçük yapı taşlarının- bize yardımcı olacağını düşünüyoruz.

Bu çabanın neden harcandığını ve değip değmeyeceğini anlamak için gelin hep birlikte, her şeyin başlangıcına geri dönelim. Mesela evrenin ilk göz kırptığı ana, radyasyonla birlikte soğuyan atomlara ve şimdilerde varlığını bildiğimiz iki şeye gidelim: Madde ve antimadde.

Asıl problem şu ki, birbirlerine aynadaki görüntüler kadar zıt olan bu iki varlık, bir araya geldiklerinde enerji kaybına uğruyorlar. Temel matematik ilkelerine göre basitçe söylemek gerekirse, eşit miktarda madde ve antimaddenin bir araya gelmesi demek, hiçlik demek. Yani mutlak sıfır.

Evrenin hayaleti Nötrino:

Evrenin oluşumunda yaşanan madde ve antimadde birlikteliğine ilişkin mevcut tezler ve bildiklerimiz, belki ilerleyen yıllarda bizi yanıltacak. Fakat bir şeyden eminiz ki, bir tutam antimadde 13.8 milyar yıldır evrenin her köşesine dağılmış durumda bulunuyor. Çoğu görünür nesneler, yıldızlar, gezegenler, gök taşları ve uydular, maddenin varlığı için elimizdeki yegane kanıtı oluşturuyorlar. Açıkçası madde ve antimadde birlikteliğinin mükemmel dengesi ile yaşadığımızı görmek, insan olarak bizi ürkütmeli. Fakat merak etmeliyiz.

Nötrino adını verdiğimiz bir atom altı parçacık türü, içinde kaybolduğumuz varlık ve yokluk çelişkisinde, potansiyel cevaplar sunuyor. Adından da anlaşılacağı gibi nötrinolar, nötr olarak yüklenmişlerdir. Negatif yüklü elektron parçacıklarından milyonlarca kat daha hafif olduklarını ve diğer parçacıklarla hiç etkileşime girmediklerini biliyoruz. 

Bilim dünyasında “hayalet parçacıklar” olarak bilinen nötrinoların başka garip özellikleri de var. Mesela bir teoriye göre madde ve antimadde birlikteliği ile oluştukları gibi. Eğer bu bakış açısı doğruysa, evrenin oluşumunda neden temel matematik kurallarının işlevsiz kaldığını da anlıyoruz. Biliyoruz ki madde ve antimade birlikteliği -2 ile artı +2 toplamı gibi 0’ı değil, nötrinoları oluşturuyor. Yani çözüm için bir kapıyı aralamış oluyoruz.

 

Çıplak gözle göremediğimiz gerçekler:

Nötrinolar ve elektronların genel adı “lepton” olarak biliniyor. Geldiğimiz noktada, kuantum boyutundaki bu parçacıkların bir dengesinin olması gerektiğini görüyoruz. Nötronların belirli izotopları içinde bozulmaları gerekiyor. Yani +1 işleme girdiyse, -1’i de mutlak suretle görmeliyiz. 

Bir çift nötronun bir çift protona dönüştüğü izotoplarda iki elektron ve iki nötrino olmasını bekleyebiliriz. Nötronların, ana grubu leptonlar içinde karşıtlık oluşturduklarını düşünürsek, bu çeşitliliği “anti-nötrino” olarak adlandırabiliyoruz.

Bu kısmın algılamayı güçleştirdiğini biliyoruz. O yüzden daha basit bir dille açıklamak gerekirse, anti-nötrino olarak bildiğimiz ve nötrinoların karşılığını oluşturan o şeyin maddeyi oluşturduğunu söyleyebiliriz. Sersemletici fakat bilimsel ve kağıt üzerinde. İşte söz konusu o 4 büyük deneyin keşfetmeye çalıştığı da bu. İnsanoğlu böyle konularda daima sersem, ancak gözlerini yavaşça aralamaya devam ediyor.  

İtalya'da bulunan Gran Sasso Laboratuarı'ndaki gelişmiş araştırma merkezi Kriyojenik Yeraltı Gözlemevi (CUORE) bu deneylerin birisinin yürütüldüğü merkez. 1000 adet “tellurium dioksin” kristaline bir çift nötrinonun bozulma anını görmek için çalışmalar yürütülüyor. 

Gelecek 5 yılda gerçekleşmesi beklenen yalnızca 5 kuantum reaksiyonu için bekleyen bilim insanları var. Doğal şartlarda bir “tellurium dioksin” molekülünde bu olayın gerçekleşmesi için 10 septilyon yıl geçmesi gerekiyor (yani 1’in yanına 25 adet sıfır koymalısınız).

Merkezin bilim görevlileri, eğer gözlemlenebilirse bugüne kadar ölçülebilen en yavaş reaksiyon olacağını söylüyorlar. Diğer taraftan deneyin gerçekleştirildiği o ufak ortamın mutlak soğukluktan bir tık daha sıcak tutulduğunu belirtelim. Burası, Dünya üzerindeki ve evrendeki en soğuk alanlardan birisi. 

Gran Sasso'da yürütülen bir deney daha var. Bir önceki deneyden farklı şekilde, izotop olarak alınan madde “germanyum-76” olarak biliniyor. Bozulma anını yakalamak için bu deneyde daha az malzeme kullanılıyor, ancak kurulumları son derece hassas olduğundan meydana gelme ihtimali çok zayıf. 

Bir başka kıtaya, okyanusun diğer tarafına geçtiğimizde New Mexico’daki Xenon Gözlemevi’ni görüyoruz. Burada ise deneyler için “xenon-136” izotop olarak kullanılıyor. Deney merkezi ise yerin 600 metre altında bulunuyor.

Son olarak evrenin en temel sorusuna ilişkin araştırmaların yürütüldüğü bir diğer büyük deney alanı ise ABD’deki Stanford Yeraltı Araştırma Tesisi’nde yer alan Majorana deneyi. Eski bir madende, yerin 1600 metre altında devam eden çalışmaların göz bebeği ise gene “germenyum-76” izotopu. Ekipler yakın zamanda orada her şeyin yolunda gittiğini söylediler. 

Bu deneyler sayesinde evrenin sırlarını çözmek için nereye odaklanmamız gerektiğine karar veriyoruz. Oldukça faydalılar, ancak görevleri doğrudan cevap vermek değil, cevaba giden yolu göstermek olacak.

Gözünüzdeki bir atomun çekirdeği etrafında dönen elektrondan, uzay semalarında bir yerlerde bir kara delik etrafında dönen yıldızın yörüngesindeki dünya benzeri bir gezegene kadar atomlar, yolumuzu aydınlatmaya devam edecek. Sadece birkaç yıl daha sabredin.

Kaynaklık eden makalelere ulaşmak için 1, 2, 3 ve 4

Kaynak : https://www.sciencealert.com/four-neutrinoless-double-beta-decay-experiments-search-for-why-matter-exists
38
20
3
0
0
Emoji İle Tepki Ver
38
20
3
0
0