ABD’de Bilim Dünyasında Çığır Açan Keşif
ABD’deki bilim insanları, gerçekleştirdikleri çarpıcı bir deneyde küçük bir atom altı parçacığın bilinen fizik yasalarına uymadığını açıkladı. Fizikçiler, bu durumun doğada mevcut olan beşinci temel kuvvetin kanıtı olabileceğini öne sürüyorlar. Deneyler, ABD’nin Illinois eyaletindeki Batavia şehrinde bulunan Fermi Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı’nda (Fermilab) gerçekleştirilen “Muon g-2” adlı projede yapıldı. Bu deneylerde, atom altı parçacık olan müonların davranışları incelenerek fizikte yeni olayların izleri araştırılmakta.
Fermilab, Twitter üzerinden yaptığı açıklamada, “Muon g-2 deneyinin ilk sonuçlarının yeni fizik bulgularını güçlendirdiğini duyurmaktan mutluluk duyuyoruz” ifadelerine yer verdi.
Muon g-2 deneyinin Eş Sözcüsü ve İtalyan Ulusal Nükleer Fizik Enstitüsü’nden fizikçi Graziano Venanzoni, “Bugün sadece bizim değil, tüm uluslararası fizik topluluğunun uzun zamandır beklediği olağanüstü bir gün” dedi. Fizikçiler, bu deneylerin sonuçlarının evrenin doğası ve evrimi açısından kritik öneme sahip, henüz bilim tarafından keşfedilmemiş madde ve enerji formlarını işaret edebileceğini belirtiyor. Ayrıca, bu deneylerin doğrulanması durumunda fizik yasalarının köklü bir değişim geçirebileceğini ifade ediyorlar.
Beklenilenden Farklı Sonuçlar
Fiziksel kuvvetler, hayatımızın her alanında etkili olup, bu kuvvetler genellikle dört ana kategoride sınıflandırılmaktadır: kütle çekimi, elektromanyetizma, güçlü nükleer kuvvet ve zayıf nükleer kuvvet. Ancak, dünyamızın atomdan bile daha küçük yapı taşlarına sahip olduğunu unutmamak gerekir. Bu atom altı parçacıklar, bazıları daha da küçük bileşenlerden oluşurken, bazıları ise temel parçacıklara ayrılamaz.
Kozmik ışınların Dünya atmosferine çarptığında doğal olarak oluşan müon, bu temel parçacıklardan biridir. Elektrona benzer fakat elektrondan yaklaşık 200 kat daha ağırdır. Fermilab deneylerinde, müonlar 14 metrelik bir halka etrafında döndürülmekte ve daha sonra bir manyetik alan uygulamasına tabi tutulmaktadır. Standart Model’e göre (evrenin yapı taşlarının nasıl davrandığını açıklamak için yaygın olarak kabul gören mevcut teori), bu deney müonları belirli bir oranda titreşime sokması beklenmektedir.
Ancak, yedi ülkeden 200 fizikçiden oluşan uluslararası bir ekip tarafından gerçekleştirilen deneylerde, müonların beklenildiği gibi davranmadığı sonucuna varıldı. Çarşamba günü yapılan bir basın toplantısında, bu durumun tamamen yeni bir doğal kuvvetten kaynaklanabileceği ifade edildi. Kentucky Üniversitesi’nden fizikçi Renee Fatemi, “Bu, müonun en iyi teorimizde bile olmayan bir şeye duyarlı olduğunun güçlü bir kanıtıdır” dedi.
Bununla birlikte, Muon g-2 deneyi sonuçları henüz kesin bir keşif sağlamamaktadır. Şu anda, sonuçların istatistiksel olarak 40 binde bir şansı mevcut. Bu durum, 4.1 sigma olarak açıklanan istatistiksel bir güvenilirlik düzeyine eşdeğerdir. Bir keşfin duyurulabilmesi için gereken standart ise 5 sigma seviyesidir, bu da gözlemlerde 3,5 milyonda bir şansa denk gelir. Basın toplantısında, müon deneyinin önümüzdeki yıllarda toplayacağı toplam verilerin yalnızca yüzde 6’sını temsil ettiği belirtildi.
Standart Model ile Uyuşmazlık
Fizikçiler uzun süre, yüksek enerjili parçacık deneylerinin sonuçlarını başarıyla açıklayan Standart Model’i temel aldılar. Manchester Üniversitesi’nde görevli Prof. Mark Lancaster, BBC’ye verdiği demeçte, “Müonların etkileşiminin Standart Model ile uyuşmadığını keşfettik” dedi. Prof. Lancaster, “Bu sonuç heyecan verici. Çünkü potansiyel olarak gelecekteki yeni fizik kanunlarını, yeni parçacıkları ve daha önce gözlemlenmemiş yeni bir kuvveti işaret ediyor” diye ekledi. Henüz hiç kimse, bu potansiyel yeni kuvvetin müonlar üzerindeki mevcut etkisi dışında başka ne tür sonuçlar doğurabileceğini bilmiyor.
Bilinmeyenlere Işık Tutma Potansiyeli
Olası beşinci temel kuvvet, evren hakkındaki bazı bilinmeyen soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Örneğin, evrenin genişlemesinin hızlandığına dair gözlemler, karanlık enerji olarak bilinen gizemli bir olgu ile ilişkilendirilmektedir. Ancak bazı araştırmacılar, bu olgunun beşinci bir kuvvetin kanıtı olabileceğini öne sürdüler. BBC’deki ‘Sky at Night’ programının sunucularından Dr. Maggie Aderin-Pocock, deneylere ilişkin BBC News’a yaptığı açıklamada, “Bu oldukça şaşırtıcı. Fiziği tersine çevirebilme potansiyeline sahip. Evrenin çözülmemiş bazı gizemleri var. Bu, bize bu gizemleri çözmek için bazı anahtarları verebilir” dedi.
Bilim insanlarının tahminlerine göre, aynı zamanda deneyin sonuçları, “Karanlık madde nedir?” ve “Evrende neden madde var?” gibi soruların da cevabını bulmada yeni kapılar aralayabilir.
Frankfurt Enstitüsü’nde fizikçi olan Sabine Hossenfelder, Twitter’da yaptığı paylaşımda, “Bu yeni fizik olabilir. Ama bunun için bahse girme konusunda temkinli olmalıyız” ifadelerini kullandı.
