Ana sayfa 151. Sayı Beşinci bir temel etkileşime işaret eden yeni bir parçacık mı?

Beşinci bir temel etkileşime işaret eden yeni bir parçacık mı?

194
PAYLAŞ

Çeviren: Hakan Sert

Yeni bulgular olası atomaltı bir parçacığın keşfine işaret ediyor. Teorik fizikçilere göre bu keşif beşinci temel etkileşime işaret ediyor olabilir. Yeni bir parçacık evrendeki karanlık maddeyi anlamamıza olanak tanıyabilir.

“Eğer doğruysa bu bir devrim niteliğindedir” diyen fizik ve astronomi profesörü Jonathan Feng, “On yıllardır gravitasyon, elektromanyetizma, zayıf ve güçlü nükleer  etkileşmeler (kuvvetler) olmak üzere dört temel etkileşim olduğunu biliyoruz. Bulgular yeni deneylerde de elde edilirse, olası bir beşinci etkileşimin varlığı evren anlayışımızı tümüyle değiştirecektir. Bunun yanı sıra kuvvetlerin birleştirilmesi ve karanlık madde problemleri üzerine de yeni bakış açıları da sağlayacaktır” sözlerini ekliyor.

UCI (Kalifroniya Üniversitesi, Irvine) araştırmacılarını bu fikre iten gözlem, Macar Bilim Akademisi’nin 2015 ortalarında “karanlık foton” adı verilen, karanlık maddenin elektromanyetik kuvvet taşıyıcısı olduğu öne sürülen parçacık araştırmalarını yaptığı deneyden ileri geliyor. Macar bilimciler, yaptıkları deneyde radyoaktif bir bozunum anomalisiyle karşılaştı ve bu anomali elektrondan 30 kat daha hafif bir parçacığın varlığına işaret etti.

Deneycilerin bu bulgunun yeni bir etkileşim olduğunu iddia edemediğini iddia eden Feng, “Deneyde gözlemlenen şey, yeni bir parçacığın varlığına işaret eden bir sürecin gerçekleşmesinden ibaret. Ancak bunun madde parçacığı mı, yoksa kuvvet taşıyıcı bir parçacık mı olduğu belli değildi” diyor.

Macar araştırmacıların ve daha önceki benzer deneysel çalışmaların verileri üzerinde çalışan UCI grubu, olası parçacığın karanlık foton veya madde parçacığı olamayacağında karar kıldı. Tüm verileri sentezleyip yeni bir teori ortaya koyan ekibe göre, bu parçacık beşinci bir temel etkileşmeye işaret ediyor.

UCI ekibi yayımladıkları makalede, parçacığın karanlık fotondan ziyade, “protofobik X bozonu” olduğunu savlıyor. Bildiğimiz elektrik kuvveti, elektron ve protonlarla etkileşirken, bu bozon son derece sınırlı mesafelerde ve sadece elektron ve nötron ile etkileşmektedir. Fizik ve astronomi profesörü Timothy Tait, “Bu karakterde gözlemleyebildiğimiz başka bir bozon türü olmadı. Bu parçacığa X bozonu diyoruz; X burada bilinmeyeni temsil ediyor” diyor.

Feng’e göre bundan sonra yapılacak benzer deneyler son derece önemli. “Bu parçacık ağır değil; 50’li yıllardan beri bu parçacık enerjisini üretebilecek laboratuvar teknolojilerine sahibiz” diyen Feng, zorluğun ise oldukça hafif olan bu parçacığın yarattığı etkileşmenin zayıflığından kaynaklandığını vurguluyor. Ancak artık küçük ölçekli laboratuvarların nereye bakacaklarını bildiklerinden ötürü işlerinin görece kolay olduğunu da ekliyor.

Birçok bilimsel kırılma gibi bu olası keşif de birçok yeni çalışma alanlarına ve eski teorilerdeki düzeltmelere gebe durumda. Feng’in sözünü ettiği devrimsel gelişmelerden biri, olası beşinci kuvvetin elektromanyetik, zayıf ve güçlü nükleer kuvvetler ile birleştirilip tek bir birleşik kuvvet formunda yazılabileceği yönünde.

Temel parçacık ve etkileşmelerin teorisi standard modelin yanı sıra belki de “karanlık” bir sektörün daha olduğunu, burada da karanlık maddeler ve karanlık etkileşmelerin gerçekleşebileceği konusunda spekülatif bir yorum yapan Feng, bu iki sektörün birbiriyle henüz çözülememiş temel bir etkileşim aracılığı ile iletişebileceğini savlıyor ve “Macar grubunun deneylerinden gördüğümüz kadarıyla bu karanlık sektör, etkileşimini protofobik kuvvet şeklinde gösteriyor olabilir. Daha geniş bir bakış açısıyla bu kuvvet şekli karanlık maddenin gözlemlediğimiz doğasına da uygunluk göstermektedir” diyor.