FİZİKTE YENİ BİR KUVVET Mİ DOĞUYOR?

FİZİKTE YENİ BİR KUVVET Mİ DOĞUYOR?

Manyetik alanlarla etkileşime giren atom altı parçacıklardan yeni haberler var. İşte bu yeni haberler bildiğimiz fiziğe katkıda bulunacak öyle ki fizikte önemli bir güncellemeyi zorunlu kılabilir. Fizikte kaç kuvvet var? Standart Model nedir? Beşinci kuvvet var mı?

Manyetik alanlarla etkileşime giren atom altı parçacıklardan yeni haberler var. İşte bu yeni haberler bildiğimiz fiziğe katkıda bulunacak öyle ki fizikte önemli bir güncellemeyi zorunlu kılabilir.

Bu yeni haberler bu defa ABD’nin CERN’i olan Fermilab’tan geliyor. Chicago'nun eteklerindeki Fermi Ulusal Laboratuvarında (Fermilab) toplanan bilim insanları, 10 Ağustos 2023'te, müonların manyetik alanla etkileşim biçiminin yeni ve daha hassas bir ölçümünü duyurdu.

Bu güncelleme büyük bir merakla bekleniyordu çünkü önceki ölçümler, parçacık fiziğinin Standart Modelinin öngörüleriyle uyuşmuyordu. Bu tutarsızlık ise olası bir beşinci doğa kuvvetinden söz edilmesine yol açmıştı.

Bildiğiniz gibi bu gün dört temel kuvvet olduğunu düşünüyoruz. Bunlar; Kütle çekimi, elektromanyetik kuvvet, güçlü nükleer kuvvet ve zayıf nükleer kuvvet. Nükleer kuvvet çekirdek kuvveti olarak daha Türkçeye uyumlu olduğu için yazının geri kalan bölümünde çekirdek kuvveti olarak söz edeceğiz. 

Kütle çekimini tanımlayan teori görelilik. Elektromanyetik kuvvet ile çekirdek kuvvetlerini parçacık fiziğinin Standart Modeli tanımlamakta. Eğer yeni bir kuvvetten söz edeceksek Standart Model’in ötesinde olacaktır. Bu nedenle yaşadığımız dünyanın hatta evrenin içine gömülü fiziği anlamamızda çok yardımcı olacaktır.

Bütün fizikçiler biliyor ki ortada bir takım parçalar eksik. Standart Model bize birçok fenomeni açıklasa da sonuçta bir “Her Şeyin Teorisi” değil. Bakalım Fermilab’tan gelen bilgiler fizikçilerin çektikleri atılım açlığını giderecek mi?

Neden fizikçiler yeni bilgilere aç? Örneğin Standart Model az önce yukarıda sözünü ettiğimiz kütle çekimini içermiyor. Hatta görelilik ile Standart Model çok yüksek enerjiler söz konusu olduğunda birbiriyle tutarsız sonuçlar üretiyor. Mevcut teoriyle uyuşmayan her ölçüm, daha büyük ve daha iyi (daha açıklayıcı) olabilecek bir teoriye dair ipuçları olarak görülüyor.

Fermilab'ta yapılan müon deneyleri sayesinde böyle bir atılım yakın olabilir. Müonlar, Standart Model'e göre temel parçacıklardır yani maddenin temel yapı taşlarından biridir. Müon, elektrona çok benzer ama yaklaşık 210 kat daha ağır bir parçacıktır.

Müonlar elektrik yükü taşır ve "spin" denilen açısal momentuma sahiptir. Bu da küçük bir manyetik momente (çubuk mıknatıs veya Dünya gezegeni gibi kuzey ve güney kutupları olan bir eksen) sahip oldukları anlamına gelir.

Fermilab'daki deney, milyarlarca müonu bir depolama halkasına topluyor. Halka, çok hassas bir şekilde kalibre edilmiş elektrik alanlar ve manyetik alanlarla yönetiliyor. Ardından, müonlar halkanın etrafında dolaşırken manyetik eksenlerinin nasıl yalpaladığı (presesyon) ölçülüyor.

Bu yalpalamalar Standart Model'de çok hassas bir şekilde hesaplanabiliyor. Hesaplamalarda "sanal" parçacıklar kullanılıyor. Bunlar doğrudan gözlemlenmeyen ancak kuantum döngülerinde geçici görünümler yaparak sonuçları etkileyen teorik parçacıklar.

Yapılan ölçümler tahminlerle uyuşmuyorsa bu durum, döngülerde ortaya çıkan bilinmeyen bir parçacık olduğunun işareti olabilir. İşte böyle bir parçacık belki de beşinci bir kuvvetin taşıyıcısı olabilir. Bu parçacık, elektromanyetik kuvveti taşıyan bir fotona eş değer olacaktır ama Standart Model'in bir parçası olmayacaktır.

Fermilab'ın yeni ölçümü, etkileyici bir başarı çünkü daha önce ölçülmüş değeri, çok daha yüksek bir hassasiyetle doğruluyor. Ancak beşinci bir kuvvet keşfettiğimizi söyleyebilmek için çözülmesi gereken iki büyük sorun var.

Birincisi, ölçüm o kadar hassas ki teorinin kesinliğine meydan okuyor. Söz konusu tutarsızlık, teorik hesaplamaların geniş ölçüde kabul gören bir kombinasyonuna dayanıyor; ancak ölçüme bu kombinasyondan daha yakın olan bazı yeni tahminler var ve tahminlerin hepsi de birbiriyle tutarlı değil.

Bu farklılıklar yeni fizik yasalarının işareti olabilir ama gördüğümüzün beşinci kuvvet olduğunu iddia edebilmemiz için kesinlikle çözülmeleri gerekiyor. İkinci sorun ise daha incelikli ve daha heyecan verici.

Tutarsızlık doğrulanırsa, tam olarak ne olduğunu bilmesek de yeni bir şeyler olduğundan emin olabiliriz.

İdeal sonuç, tutarsızlığın yeni teorik fikirler doğurmasıdır. Örneğin, yeni kuvveti -tabii böyle bir kuvvet varsa- taşıyan parçacığı nasıl bulabileceğimize dair tahminler ileri sürebiliriz.

Nihai doğrulama ise ancak bu parçacığı doğrudan keşfedecek bir deneyin yapılmasıyla gerçekleşebilir. Tıpkı Robert Brout, François Englert ve Peter Higgs'in fikirlerinin ancak Higgs bozonunun keşfiyle doğrulanması gibi.

Standart Model'le çelişen ölçümlerin görüldüğü başka deneyler de var. Örneğin CERN Büyük Hadron Çarpıştırıcısındaki (LHC) deneylerden elde edilen çeşitli ölçümlerde bazı tutarsızlıklar mevcut. Ancak fizikte yeni alanlar keşfedildikçe tutarsızlıkların ortaya çıkması kaçınılmaz bir durum. Daha fazla veri topladıkça ve tutarsızlıkların ortaya çıktığı deneyler daha iyi anlaşıldıkça bu gibi anomaliler sonradan çözüme kavuşabiliyor.

Zamanı geldiğinde Fermilab daha da hassas bir ölçüm yaparak sonuçları güncelleyecek. LHC de önümüzdeki yıllarda çok daha fazla veri toplanacak. LHC'de çalışan fizikçiler, yeni ve hassas ölçümlere dayanarak çözüme kavuşmamış tutarsızlıkları sürekli izliyor olacak.

Bununla birlikte müon manyetik momenti, ölçümlerle Standart Model arasında süregelen en uzun süreli ve en önemli tutarsızlıklardan biri. Ölçümün yanlış olma ihtimali çok düşük. Yani teoriye dair tahminler çözülürse Standart Model'in ötesinde yeni bir şeyin ilk sağlam kanıtı ortaya çıkabilir ve o şey, doğanın beşinci kuvveti olabilir.

 

Levent Aslan

24 Mayıs 2024

Kaynak : Popular Science

Levent ASLAN

LEVENT ASLAN

Yazar

İlginizi çekebilecek diğer içerikler

ALTI ADIMDA SENARYO YAZMAK BİLİMSEL

ALTI ADIMDA SENARYO YAZMAK

BİR YAZAR OLARAK TIKANMAK BİLİMSEL

BİR YAZAR OLARAK TIKANMAK

HİPNOZ NEDİR? BİLİMSEL

HİPNOZ NEDİR?

DÜNYADA DOĞMAMIŞ OLABİLİRİZ BİLİMSEL

DÜNYADA DOĞMAMIŞ OLABİLİRİZ

NASA BİR DOKTORU UZAY İSTASYONUNA IŞINLADI BİLİMSEL

NASA BİR DOKTORU UZAY İSTASYONUNA IŞINLADI

EVRENIN AKIL ALMAZ GIZEMLERINDEN KARA DELİKLER BİLİMSEL

EVRENIN AKIL ALMAZ GIZEMLERINDEN KARA DELİKLER

PROVİTAMİN D3'Ü ARTTIRILMIŞ DOMATES BİLİMSEL

PROVİTAMİN D3'Ü ARTTIRILMIŞ DOMATES

UYDULARI YÖRÜNGEDEN ÇIKARMAK İÇİN ALTERNATİF ÇÖZÜM BİLİMSEL

UYDULARI YÖRÜNGEDEN ÇIKARMAK İÇİN ALTERNATİF ÇÖZÜM

HİPER KOVAN TAŞIMA SİSTEMİ İÇİN DİJİTAL DEMİRYOLU SİNYALİZASYONU BİLİMSEL

HİPER KOVAN TAŞIMA SİSTEMİ İÇİN DİJİTAL DEMİRYOLU SİNYALİZASYONU

MARS’TAKİ İLK İNSAN KOLONİSİNİN ENERJİ SEÇİMİ,  NÜKLEER Mİ GÜNEŞ Mİ OLMALI? BİLİMSEL

MARS’TAKİ İLK İNSAN KOLONİSİNİN ENERJİ SEÇİMİ, NÜKLEER Mİ GÜNEŞ Mİ OLMALI?

ÖLÜMDEN SONRA YENİDEN CANLANMAK MÜMKÜN MÜ? BİLİMSEL

ÖLÜMDEN SONRA YENİDEN CANLANMAK MÜMKÜN MÜ?

ALZHEIMER GENİ BEYNİ NASIL TAHRİP EDİYOR BİLİMSEL

ALZHEIMER GENİ BEYNİ NASIL TAHRİP EDİYOR

KURT DELİĞİ TEORİSİ NEDİR? BİLİMSEL

KURT DELİĞİ TEORİSİ NEDİR?

GALAKSİ MERKEZİNDEKİ KARADELİKTEN YAYILAN GİZEMLİ IŞIK PATLAMALARI BİLİMSEL

GALAKSİ MERKEZİNDEKİ KARADELİKTEN YAYILAN GİZEMLİ IŞIK PATLAMALARI

HAWKING IŞIMASI VE KARADELİKLER BİLİMSEL

HAWKING IŞIMASI VE KARADELİKLER

NEDEN KARANLIK MADDE VE KARANLIK ENERJİ HAKKINDA HİÇ BİR ŞEY BİLMİYORUZ? BİLİMSEL

NEDEN KARANLIK MADDE VE KARANLIK ENERJİ HAKKINDA HİÇ BİR ŞEY BİLMİYORUZ?

EPİGENETİK BİLGİ KAYBI YAŞLANMAYI HIZLANDIRSA DA RESTORASYON BUNU TERSİNE ÇEVİREBİLİR BİLİMSEL

EPİGENETİK BİLGİ KAYBI YAŞLANMAYI HIZLANDIRSA DA RESTORASYON BUNU TERSİNE ÇEVİREBİLİR

UÇANGÖZ ROBOT VE ONU PROGRAMLAMAK İSTEYEN SİZ BİLİMSEL

UÇANGÖZ ROBOT VE ONU PROGRAMLAMAK İSTEYEN SİZ

TCG ANADOLU, TÜRK DENİZ KUVVETLERİNE YENİ BİR GÜÇ BİLİMSEL

TCG ANADOLU, TÜRK DENİZ KUVVETLERİNE YENİ BİR GÜÇ

ATOMLAR GERÇEKTEN BİRBİRİNE DOKUNABİLİR Mİ? BİLİMSEL

ATOMLAR GERÇEKTEN BİRBİRİNE DOKUNABİLİR Mİ?

ATOM VE ATOMLA İLGİLİ İLK TEMEL BİLGİLER BİLİMSEL

ATOM VE ATOMLA İLGİLİ İLK TEMEL BİLGİLER

YAPAY ZEKÂ ASKERİ SİMÜLASYON TESTİNDE İNSAN OPERATÖRÜ ÖLDÜRDÜ BİLİMSEL

YAPAY ZEKÂ ASKERİ SİMÜLASYON TESTİNDE İNSAN OPERATÖRÜ ÖLDÜRDÜ

ÇİN TORYUM NÜKLEER SANTRALİNİ İŞLETMEYE AÇTI BİLİMSEL

ÇİN TORYUM NÜKLEER SANTRALİNİ İŞLETMEYE AÇTI

İNSAN BEYNİNİN BUGÜNE KADAR YAPILMIŞ EN BÜYÜK HARİTASI ÇIKARILDI BİLİMSEL

İNSAN BEYNİNİN BUGÜNE KADAR YAPILMIŞ EN BÜYÜK HARİTASI ÇIKARILDI

HAYATIMIZDAKİ GİZLİ TEHLİKE BİLİMSEL

HAYATIMIZDAKİ GİZLİ TEHLİKE

RUS FİZİKÇİ NIKOLAI A. KOZYREV İLE ETER VE ZAMAN BİLİMİ BİLİMSEL

RUS FİZİKÇİ NIKOLAI A. KOZYREV İLE ETER VE ZAMAN BİLİMİ

KOZYREV AYNALARI İLE GELECEĞİ GÖRMEK BİLİMSEL

KOZYREV AYNALARI İLE GELECEĞİ GÖRMEK

DOĞUDAN YÜKSELEN YAPAY GÜNEŞ BİLİMSEL

DOĞUDAN YÜKSELEN YAPAY GÜNEŞ

NÜKLEER FÜZYON NEDİR? BİLİMSEL

NÜKLEER FÜZYON NEDİR?

BEYİN NASIL ÇALIŞIR? BİLİMSEL

BEYİN NASIL ÇALIŞIR?

DIKSON KÖYÜ DENEYLERİ BİLİMSEL

DIKSON KÖYÜ DENEYLERİ

ORAK HÜCRELİ ANEMİ HASTALIĞI VE GENETİK TEDAVİ YÖNTEMİ BİLİMSEL

ORAK HÜCRELİ ANEMİ HASTALIĞI VE GENETİK TEDAVİ YÖNTEMİ

BU AY'DA BİR GARİPLİK VAR BİLİMSEL

BU AY'DA BİR GARİPLİK VAR

EDGAR ALLAN POE BİLİMSEL

EDGAR ALLAN POE

H.P. LOVECRAFT BİLİMSEL

H.P. LOVECRAFT

BEYNİMİZİN GİZLİ GÜCÜ BİLİMSEL

BEYNİMİZİN GİZLİ GÜCÜ

ATOM SAATİ BİLİMSEL

ATOM SAATİ

BELLEK DEĞİŞTİRİLEBİLİR Mİ? BİLİMSEL

BELLEK DEĞİŞTİRİLEBİLİR Mİ?

KADIN BEYNİ Mİ ERKEK BEYNİ Mİ DAHA ÜSTÜN? BİLİMSEL

KADIN BEYNİ Mİ ERKEK BEYNİ Mİ DAHA ÜSTÜN?

FİZİKTE YENİ BİR KUVVET Mİ DOĞUYOR? BİLİMSEL

FİZİKTE YENİ BİR KUVVET Mİ DOĞUYOR?

YASAK TEKNOLOJİLER VE ONLARIN SUSTURULMASI BİLİMSEL

YASAK TEKNOLOJİLER VE ONLARIN SUSTURULMASI

Yorum Yap