Northwestern Üniversitesi'ndeki fizikçiler, antimaddenin elektron karşılığı olan tek bir pozitronu mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda soğutarak aylar boyunca elektromanyetik bir tuzakta tutmayı başardı. Büyük Patlama sonrasında madde ile antimaddenin neden birbirini tamamen yok etmediğini anlamayı amaçlayan araştırma, bu iki parçacık arasındaki olası farkların daha hassas ölçülmesinin önünü açıyor. Pozitron kuantum düzeyinde kontrol edildi Büyük Patlama'nın ardından evrende eşit miktarda madde ve antimadde oluşmuş olsaydı, bu iki türün birbirini yok ederek geriye hiçbir şey bırakmaması beklenirdi. Ancak gözlemlediğimiz evren neredeyse tamamen sıradan maddeden oluşuyor. Fizikçilerin henüz açıklayamadığı bu durum, modern fiziğin en büyük sorularından biri olmayı sürdürüyor. Northwestern Üniversitesi'nden Profesör Gerald Gabrielse ve doktora öğrencisi Thomas Myers liderliğindeki ekip, bu soruya ışık tutabilecek bir deney gerçekleştirdi. Araştırmacılar, elektronun antimadde karşılığı olan tek bir pozitronu yakalayarak ilk tek pozitronlu kuantum siklotronu oluşturdu. Bu düzenek, parçacığın kuantum durumunun hassas biçimde kontrol edilmesine imkan tanıyor. Sıradan madde elektron, proton ve nötronlardan oluşurken antimadde evreninde bunların karşılıkları olan pozitronlar, antiprotonlar ve antinötronlar bulunurdu. Antimaddeyi incelemeyi zorlaştıran temel unsur ise sıradan maddeyle temas ettiğinde her iki tarafın da yok olarak enerji açığa çıkarması. Bu nedenle antimadde parçacıklarının herhangi bir yüzeye dokunmadan, elektromanyetik alanlarla yalıtılmış bir ortamda tutulması gerekiyor. Deneyde kullanılan pozitronlar, radyoaktif sodyum-22'nin bozunması sırasında ortaya çıkan yüksek enerjili parçacıklardan elde edildi. Araştırmacılar, hızlı hareket eden pozitronu yavaşlatarak özel tasarlanmış elektromanyetik tuzağa yönlendirdi. Ardından tuzağın içi mutlak sıfıra çok yakın bir seviyeye kadar soğutuldu. Parçacık, güçlü elektrik ve manyetik alanların etkisiyle yüksek vakumlu bir ortamda asılı tutuldu. Böylece herhangi bir yüzeye temas etmesi ve sıradan maddeyle karşılaşarak yok olması önlendi. Dış etkenlerin de en aza indirildiği bu ortamda pozitron, mümkün olan en düşük enerji düzeyine getirildi. Araştırmacılar, bu koşullar altında pozitronun kuantum durumunu hassas biçimde değiştirebildi. Parçacığın enerji düzeyleri üzerinde kontrol sağlayan düzenek, pozitronun adeta yapay bir atom gibi davranmasını mümkün kıldı. Ekip, tek bir antimadde parçacığını aylar boyunca tuzakta tutarak ölçümleri tekrarlayabilecek bir çalışma ortamı elde etti. Amaç, elektron ile pozitron arasındaki farkları bulmak İlgili çözümler: içerik yönetim sistemi
Deneyin asıl hedefi, pozitronun manyetik özelliklerini daha önce elektron üzerinde gerçekleştirilen son derece hassas ölçümlerle karşılaştırmak. Elektron ile pozitronun kütleleri aynı, elektrik yükleri ise zıt işaretlidir. Mevcut fizik teorileri, iki parçacığın manyetik özelliklerinin de karşılaştırıldığında aynı sonucu vermesini öngörüyor. Araştırmacılar, hassas biçimde ayarlanan mikrodalga darbeleri kullanarak tuzak içindeki pozitronun kuantum geçişlerini tetikleyip gözlemleyebildi. Bu kontrol seviyesi, parçacığın manyetik momentinin çok yüksek hassasiyetle ölçülmesine imkan tanıyor. İlgili çözümler: web tasarım firması İlgili çözümler: dijital dönüşüm
Elektronun manyetik momenti daha önce 10 trilyonda bir hassasiyetle ölçülmüştü. Yeni düzenek, pozitron üzerinde de benzer bir doğruluğa ulaşmayı hedefliyor. American Physical Society'nin aktardığına göre yöntem, antimadde parçacıklarının manyetik özelliklerini önceki tekniklere kıyasla yaklaşık 30 kat daha yüksek hassasiyetle ölçme potansiyeli taşıyor. Şimdilik deney, elektron ile pozitron arasında beklenmedik bir fark ortaya çıkarmış değil. Çalışmanın önemi, böyle bir farkın bulunması halinde bunu tespit edebilecek ölçüm kapasitesinin geliştirilmesinden kaynaklanıyor. Sonuçlar Standart Model'i değiştirebilir Fizikteki Standart Model, temel parçacıkları ve doğadaki dört temel kuvvetten üçünü açıklıyor. Ancak evrende neden antimaddeden çok daha fazla madde bulunduğu sorusuna yanıt veremiyor. Bu nedenle madde ile antimaddenin özellikleri arasında bugüne kadar gözden kaçmış küçük bir farkın bulunması, mevcut teorilerin yeniden değerlendirilmesini gerektirebilir. Gabrielse, iki parçacığın ölçümlerinin eşit çıkmasının mevcut teorilerle uyumlu olduğunu belirterek aralarında bir farklılık tespit edilmesi halinde bunun son yüzyılın en büyük fizik keşiflerinden biri olabileceğini ifade etti. Böyle bir sonuç, evrenin oluşumundan sonra maddenin antimaddeye nasıl üstün geldiğini ve evrenin gelişimini anlamak için önemli bir ipucu sağlayabilir. Bununla birlikte araştırmacıların önündeki ilk hedef, pozitronun manyetik momentini mümkün olan en yüksek hassasiyetle ölçmek ve sonucu elektron ölçümleriyle doğrudan karşılaştırmak. İlgili çözümler: çok kategorili ilan sitesi İlgili çözümler: gayrimenkul sitesi kurma
Kaynak: DonanımHaber
