‘Hiçlikten’ madde doğdu: Bilim insanları en güçlü kanıtı buldu

ABD’deki Brookhaven Ulusal Laboratuvarı’nda bulunan Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) tesisinde çalışan bilim insanları, modern fiziğin en çarpıcı öngörülerinden birini deneysel olarak doğrulamaya bir adım daha yaklaştı.

DonanımHaber’de yer alan habere göre, Araştırmacılar, “boşluk” olarak kabul edilen uzaydan doğrudan parçacık oluşumuna dair şimdiye kadarki en güçlü kanıtlardan birini elde etti.

BOŞLUKTAN PARÇACIT ÜRETİMİ GÖZLEMLENDİ

RHIC’te STAR Collaboration tarafından yürütülen deneylerde yüksek enerjili proton çarpışmaları incelendi. Bilim insanları, protonların içeriğinden gelmeyen, doğrudan kuantum vakumundan ortaya çıkan nadir kuark–antikuark çiftlerine ait izler tespit etti.

Klasik fiziğe göre mükemmel vakum tamamen boş kabul edilirken, kuantum kromodinamiği bu alanın aslında sürekli dalgalanan sanal parçacıklarla dolu olduğunu öngörüyor.

Normalde çok kısa ömürlü olan bu sanal parçacık çiftleri, yeterli enerji verildiğinde gerçek ve ölçülebilir parçacıklara dönüşebiliyor.

SPİN İZİ, PARÇACIKLARIN KÖKENİNİ ORTAYA ÇIKARDI

Deneyde üretilen kuarklar tek başlarına var olamadıkları için hızla birleşerek “hiperon” adı verilen bileşik parçacıkları oluşturdu. Araştırmacılar, bu parçacıkların “spin” özelliğini inceleyerek kritik bir ipucu yakaladı.

Vakumdan doğan kuark ve antikuarkların spinleri birbirleriyle korelasyon gösteriyor.

Bu özellik, hiperonlara dönüşüp kısa sürede bozunmalarına rağmen korunuyor. Bilim insanları, bu spin korelasyonlarını ölçerek parçacıkların çarpışma kalıntılarından değil, doğrudan vakumdan geldiğini tespit etti

KÜTLENİN KÖKENİNE DAİR YENİ İPUÇLARI

Elde edilen bulgular, fiziğin en temel sorularından “parçacıklar kütlelerini nasıl kazanır?” sorusuna da yeni ışık tutabilir.

Kuantum kromodinamiğine göre kuarkların kütlesinin büyük kısmı vakumla etkileşimlerinden kaynaklanıyor; ancak bu sürecin detayları henüz tam olarak anlaşılmadı. Bu gözlem, söz konusu mekanizmayı deneysel olarak incelemek için önemli bir fırsat sunuyor.

Araştırmacılar, bulguların henüz kesin olmadığını ve alternatif açıklamaların elenmesi gerektiğini belirtiyor.

RHIC’te yapılacak yeni deneyler ile diğer tesislerdeki çalışmalar sonuçların doğruluğunu test edecek.

Buna rağmen çalışma, kuantum vakumunun doğasına dair doğrudan gözlemsel kanıtlar sunarak modern fiziğin sınırlarını zorlayan önemli bir adım olarak kabul ediliyor.