fbpx
Bizi Takip Edin

Fizik

Fizikçiler İlk Defa Bir Deneyde Anti-Madde Kullandı

Yayınlandı

üzerinde

Bilim adamları ilk kez, bir elektronun temel parçacıklarından biri olan antitüm karşıtı bir pozitron ile ikonik bir fizik deneyi gerçekleştirdiler. Deney sonucunda sadece ilginç sonuçlarla karşılaşmakla kalmadılar. Bu başarı devrimsel keşiflere giden ilk adım olabilir. Ünlü çift yarık kurulumunun bir antimaddeversiyonu olan deney, İsviçreli ve İtalyan araştırmacılar tarafından yapıldı. Bu deney, evrenin iki alanıyla ilgili bir gizemi çözmeye yardımcı olabilecek yeni bir süper duyarlı deneyler dizisi için zemin hazırlayabilir. Günlük yaşantımıza, sadece madde olarak adlandırdığımız bir form hakimdir.

Ancak, temel parçacıkların büyük kütüphanesinin her bir üyesinin, tersine çevrilmiş bir yük ve birkaç başka kuantum dönüşümü dışında, özelliklerinin çoğunu paylaşan bir antimadde ikizi vardır. İki tür maddeyi bir araya getirin ve bir miktar enerjiyle yok olurlar.Bu da bazı ilginç soruları gündeme getirir. Bir tür bir maddeyle çevriliysek, bu antimaddedençok daha fazla olabilir mi? Ve eğer öyleyse, her birini bu kadar özel yapan nedir? Şimdiye kadar, cevap bulmak için en iyi çabalarımız en ufak bir ipucunu bile elde edemedi. Maddenin iki alanı da hala tüm anlamlı amaçlar için aynıdır. Parçacık fiziğinin Standart Modeline göre, antimadde aynı zamanda normal madde ile aynı şekilde yer çekim kurallarına uymalıdır. Bu, fizikçilerin boşlukları ve uyarıları aramak için yeni yollar bulmasını engellemedi. Yer çekiminin antimaddeyi nasıl etkilediği konusunda ince bir fark bile ihtiyacımız olan büyük kırılma olabilir. Ancak yerçekimini araştırmak oldukça zordur. Bu bizi tüm fizikteki en klasik deneylerden birine getirmektedir: Çift yarık deneyi. Yüzlerce yıl boyunca ince pencerelerden gire ışığın nasıl ışıldadığını test ettik. İki yüz yıl önce, Thomas Young adındaki bir fizikçi, ilkine paralel ikinci bir pencere ekledi ve yarıkların arkasındaki duvarda ışık saçan dalgalı desenin, ışığın birbiriyle etkileşime giren dalgalardan oluştuğunun bir işareti olduğunu gösterdi. Fizikte bir başka büyük isim olan Richard Feynman, bir buçuk yüzyıl sonra Young’ın çift-yarık deneyini madde hakkında keşfedilenler ışığında düşündü. Elektronlar gibi parçacıklar, kesin bir pozisyon elde edene, özellikleri ölçülüp ortaya çıkarılana kadar olasılık dalgaları olarak var olurlar. Öyleyse hiç kimse elektronu ölçemezse, bir ışık gibi iki yarığın içinden geçebilir, birbirinden ayrılabilir ve tıpkı ışık gibi kendi kendine müdahale etmek için bir reform yapabilir miydi?

Feynman’ın denemesinin ardından onlarca yıl içinde elektron akımlarını kullanan çeşitli deneyler yapılırken, 1989 yılına kadar Hitachi’deki Japon araştırmacılar tek bir ekranda elektronları ateşlemeyi başarmıştı. O zamandan beri, bütün moleküller de dahil olmak üzere, her tür tıknaz parçacık için aynı kuantum tuhaflığı görülmüştür. Hepsi ne kadar büyük olursa olsun, dalga benzeri davranışlara sahip maddelerin ayrık parçaları görülür. Araştırmayı yürütmek için bilim insanları İtalya’da NanostructureEpitaxy ve Sintronics için Silikon veya L-NESS olarak adlandırılan bir tesis kullandılar. Pozitronlar – negatif olan yerine pozitif yüklü elektronlar – sönümleyici bir radyoaktif materyalden filtrelenmiş ve bir Talbot-Lau interferometresi olarak adlandırılan iki adımlı bir kurulumdan geçirilmiştir.

Bu bir çift yarık ızgara artı ekrandan oluşan biraz daha karmaşık bir şeklidir, ancak sonuçta çift yarık deneyindeki kuruluma benzemektedir.  200 saatlik pozitron-parlaklıktan sonra fizikçiler, tek bir pozitronun, kimsenin bakmadığı, normal madde gibi dalga şeklinde hareket ettiğini göstermek için dalgalı deseni analiz etti.
Bu deney şu anda madde ve antimaddeyi karşılaştırmak için kullanılabilecek kesin kanıtlardan ziyade bir kavram kanıtıdır. Henüz bilim çevreleri tarafından onaylanmamış olmakla birlikte antimadde araştırmaları için oldukça heyecan verici bir adım atılmıştır. Bir sonraki adım, hiçbir şeyin neden bir şey olmadığını açıklamaya yardımcı olabilecek daha fazla veri toplamaktır. Umarım bu çok uzak değildir – neden burada olduğumuzu öğrenmek için hepimiz ölüyoruz.
Kaynak: https://www.sciencealert.com/first-time-double-slit-experiment-using-antimatter-positrons

Reklam Alanı
Yorum için tıklayın

Yanıtla

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Bilim

Bilim insanları kilogramın tanımını değiştirmek için toplanıyor: Sabit ağırlık yerine kuantum

Yayınlandı

üzerinde

Yazan

Metroloji alanında çalışan 57 ülkeden bilim insanları kilogramın tanımını değiştirmek için Paris’te toplanıyor. Bir kilogramın bir kilogram olduğunu nasıl biliyoruz bunu hiç düşündünüz mü? Nasıl oluyor da “1 kg” dünyanın her yerinde aynı ağırlığa denk geliyor? Cevabı Fransa’nın başkenti Paris’te ısısı ve basıncı kontrol altında tutulan üç seviyede mühürlü bir laboratuvarın içinde bulunuyor. Son birkaç yıldır kilogramı tanımlayan şey; aynı zamanda dünyanın en yuvarlak nesnesi olan ve 2,15 x 10^25 adet silikon 28 atomuna sahip mükemmel küre şeklindeki bir cisim. Sadece bu kürenin yapımında kullanılan hammadenin değeri bile 1 milyon Euro ve binlerce saat işlenerek kusursuz bir küre haline geldikten sonraki değeri ise bunun çok ötesinde. Tüm metrik ağırlık birimleri bu cisme göre belirleniyor ve dünya standardı bu şekilde oluşuyor. Ne var ki, standart ağırlığı tanımlayan bu birim değişmek üzere. Metroloji alanında çalışan 57 ülkeden bilim insanları Versay’da buluşarak artık kilogramın somut bir cisim değil teorik bir denkleme sabitlenmesini oylayacaklar. Ancak oylama sadece bir formalite. Bununla ilgili bilimsel çalışmalar, araştırmalar ve tartışmalar çoktan yapıldı ve karar verildi. 
Kilogramı kuantum belirleyecek
Kilogram artık evrenin dokusunda yer alan temel bir sabit sayıdan türetilecek. Bunun için kuantum mekaniğinde yer alan ‘planck sabiti’ kullanılacak. Planck sabiti ise Foton enerjisi ile elektromanyetik dalga frekansının birbirine olan oranından elde ediliyor. Bu oran kuantum mekaniğinde aksiyonun temel birimi olarak da düşünülebilecek bir sabit. Bir ağırlığı dengelemek için gerekli olan plank sabitini gösteren Kibble adında elektromanyetik güçle ölçüm yapan son derece hassas bir aygıt kullanılacak. Biliminsanları önce kilogramın tanımlanmasını bu şekilde değiştirmeyi oylayacak daha sonra da çalışmalarda ortaya konan Planck sabiti değerini oylayacak ve bu değere Kibble’da karşılık gelen ağırlığı tüm zamanlar ve mekanlar için evrensel 1 kg olarak tanımlayacaklar. Böylece insanoğlu gelecekte hangi ortamda veya gezegende yaşarsa yaşasın tüm ölçüm birimlerini şaşmadan kullanmaya devam edebilecek. 
Kilogramın tarihçesi
İlk önce ağırlık biriminin tanımı 1793’te Antoine Lavoisier tarafından yapıldı ve 0.1 metre küp hacmindeki bir buzun erime derecesindeykenki ağırlığı olarak belirlendi. ‘Grave’ olarak anılıan bu ağırlık aynı zamanda 1 litre suyu da tanımlıyordu. Bu ölçünün de binde birine gram denildi. 1 Kg’ya da ‘Garve’ demek yerine bin adet gram anlamına gelen kilogram adı verildi. 1799’da 1 Kg’ın tanımı ilk kez değiştirilerek buzun 0 derecesinde değil 4 derece sıcaklıkta erimiş su halinin ağırlığı olması kararlaştırıldı. Ancak suyun yapısı yeterince istikrarlı değildi ve ölçümlerde kullanımı da pratikolmuyordu. Dolayısıyla bu suyun ağırlığına eşit saf platinden oluşan bir silindir yapıldı. Buna da ‘Arşiv kilogram’ denildi. Ancak 90 yıl sonra 1889’da bu materyal de güncellenerek platin ve iridyum karışımı bir silindir olarak belirlendi ve günümüze kadar da kullanıldı. Kg birimi üzerinde oynama yapılmadığından emin olmak için aralarında çok ufak farklılıklar olan 14 kopyası, farklılıklar kaydedilerek dünyada 14 farklı ülkeye gönderildi.

1948’de bu kopyalar ağırlıklarında değişim olup olmadığını ölçmek için ilk kez biraraya getirildi ve aynı şartlar altında korunmalarına rağmen zaman içerisinde hepsinin ağırlıklarının değiştiği gözlemlendi. 1990’da yeniden ölçülen kilogramların ağırlıklarının giderek daha fazla değiştiği (50 mikrogram) kaydedildi. Metrik olmayan diğer tüm ağırlık birimleri de kilograma göre belirlendiği için (0.453559237 kg’ın 1 pound olması kararlaştırılmıştır) kg’ın sabit kalması herkes açısından önemli bir konu. İçinde tutulduğu fanusların vakumlu ortamında ve tüm kontrol şartlarına rağmen bu değişim nasıl ve neden olduğu tam olarak çözülebilmiş değil ancak dünya sürekli tanımı değişen bir ‘standard birim’ kullanamayacağı için yeni formüller arandı. Silikon küre bu sorunu moleküler yapı ile çözdü ve ağırlığın ne olduğu sabit atom sayısına bağlandı.
Metre de benzer süreçler geçirdi sıra Kelvin ve Amperde 
Bir metre olarak bildiğimiz standart uzunluk birimi ilk olarak Kuzey Kutbu’ndan Ekvator’a kadar olan mesafenin 10 milyonda biri olarak tanımlandı. Ancak bugün vakumlu ortamda ışığın belli bir sürede kat ettiği mesafe ile tanımlanıyor. Işık değeri kelvin ve elektrik akım şiddeti amper için de benzer şekilde evrensel sabitler belirlenecek ve 20 Mayıs 2019’dan itibaren geçerli olacak. Bu farklılıklar metroloji dünyasının dışında insanların günlük hayatında hissedilmeyecek ancak bilimsel çalışmalar ve özellikle uzay projelerinde önemli olacak.
Kaynak: https://www.theguardian.com/science/2018/nov/09/in-the-balance-scientists-vote-on-first-change-to-kilogram-in-century

Devamını Oku

Bilim

Hawking’in tezi 767 bin dolara alıcı buldu

Yayınlandı

üzerinde

Yazan

Dünya’nın en büyük fizik profesörlerinden olan Stephen Hawking, hatırlanacağı üzere Mart ayında hayatını kaybetmişti. Hayatını kaybeden İngiliz fizikçi Stephen Hawking’in eşyaları müzayede yoluyla satışa sunuldu. Hawking’in tezinin de aralarında yer aldığı 22 parça, 1.8 milyon dolara satıldı. İngiliz fizikçi Stephen Hawking’e ait 20’den fazla eşyanın satışa çıktığı açık artırmada 1.8 milyon dolar gelir sağlandı.

Gelirinin bir kısmı Stephen Hawking Vakfı ve Motor Nöron Hastalığı Vakfı’na bağışlanan müzayedede en yüksek fiyattan alıcı bulan parça Hawking’in Genişleyen Evrenlerin Özellikleri adlı tezi oldu. Beş kopyası bulunan Hawking’in 117 sayfalık tezi, beklenenin dört katı bir fiyata ulaşarak 767 bin dolara satıldı. Hastalığı nedeniyle yürüyemeyen Hawking’in 1980’li ve 90’lı yıllarda kullandığı deri kaplama tekerlekli sandalyesi de 393 bin dolara alıcı buldu. Müzayedede satılan parçalar arasında Hawking’in çizgi dizi The Simpsons’larda yer aldığı bölümün senaryosu da vardı. Senaryo için yaklaşık 8 bin dolar ödendi.

Hayatını evrenin gizemini çözmeye adayan fizik profesörü Hawking, büyük patlama, kuantum fiziği, kara deliklerle ilgili çalışmaları ile biliniyordu. 76 yaşında hayatını kaybeden Hawking, ALS olarak bilinen Amyotrofik Lateral Skleroz adlı hastalık nedeniyle hareket kabiliyetini tamamen kaybetmişti. Özel bir yazılım sayesinde çevresi ile iletişime geçen Hawking, 1988’de yayınladığı Zamanın Kısa Tarihi adı kitapla geniş kitlelere ulaşmıştı.
Editör / Yazar: Ezgi SEMİRLİ
Kaynak: https://www.nytimes.com/2018/11/08/science/stephen-hawking-wheelchair-auction-.html

Devamını Oku

Astrofizik

Gökbilimciler erken evrende kozmik bir Titan buldular

Yayınlandı

üzerinde

Keşif ekibinin lideri İtalya’daki Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) Bologna’dan Olga Cucciati olup bilim insanları College of Letters and Science at the University of California’nın Fizik Bölümü’nden Brian Lemaux ve yine the University of California’dan fizik profesörü Lori Lubin’dir. Şili’nin Paranal kentinde bulunan ESO’nun Büyük Teleskop’ sistemindeki VIMOSinstrument’i kullandılar.
Uluslararası bir gökbilimciler ekibi, Büyük Patlama’dan sadece iki milyar yıl sonra, erken evrende titanik bir yapı keşfetti. Takma adı Hyperion olan bu ilkel üstküme, oldukça geniş bir mesafeye yayılmış olan en eski ve en büyük yapıdır. Milyonlarca güneşe sahip olduğu tahmin ediliyor. / Luis Calçada & Olga Cucciati/ESO
Büyük Patlama’dan sadece 2,3 milyar yıl sonra, evrenin başlangıcında meydana gelen devasa bir ilkel üstkümeyi tanımladılar. Hyperion, evrenin oluşumunda bu kadar erken bulunacak en büyük ve en geniş yapıdır ve hesaplanan kütle Güneş’in bir milyonda katından fazladır. Bu muazzam kitle bugün evrende gözlemlenen en büyük yapılara benziyor, ancak evrenin başlarında bu kadar büyük bir objenin bulunması gökbilimcileri şaşırttı. Cucciati şunları söylüyor: “Bu, Büyük Patlama’dan 2 milyar yıl sonra, böyle yüksek bir redshift’in ilk kez gözlemlendiği bir durum. Normal olarak, bu tür yapılar alt redshiftlerde bilinir, bu da evrenin böyle büyük şeyleri geliştirmek ve inşa etmek için daha fazla zamana ihtiyacı olduğu anlamına gelir. Evren nispeten gençken gelişen böyle bir şey görmek bir sürprizdi.”
Üstkümeler üç boyutlu olarak haritalanmıştır.
Sextans (The Sextant) takımyıldızında yer alan Hyperion, UC Davis’de geliştirilen ve Centre National de la Recherche Scientifique and Centre National d’Etudes Spatiales’teki Laboratoire d’Astrophysique de Marseille’den Olivier Le Fèvre liderliğindeki VIMOS Ultra-Deep Araştırmasından elde edilen çok miktarda veriyi analiz etmek için geliştirilen yeni bir teknikle tanımlandı. VIMOS cihazı yüzlerce gökadanın mesafesini aynı anda ölçebilir ve bu şekilde üstkümedeki galaksilerin konumunu üç boyutta haritalamayı olanaklı kılar. Ekip, Hyperion’un, galaksilerin filamentleri ile bağlanmış en az yedi yüksek yoğunluklu bölge içeren çok karmaşık bir yapıya sahip olduğunu ve büyüklüğünün, Dünya’ya daha yakın olan üstkümeler ile karşılaştırılabilir olduğunu, ancak çok farklı bir yapıya sahip olduğunu buldu. Lemaux şunları söylüyor: “Dünyaya yakın üstkümeler, açık yapısal özellikleri olan çok daha konsantre bir kütle dağılımına yönelirler. Fakat Hyperion’da kitle, gevşek gökadalar topluluğu tarafından doldurulan bir dizi bağlantılı lekemsi yapılarda çok daha eşit olarak dağıtılır. Araştırmacılar, Hyperion bulgularını Lubin liderliğindeki Büyük Ölçekli Ortamlar (ORELSE) araştırmasında Redshift Evolution Gözlemlerinden elde edilen sonuçlarla karşılaştırıyorlar. ORELSE araştırmasında, Dünya’ya yakın üstkümeler üzerinde çalışmak için, Hawaii’deki W.M. Keck Gözlemevi’ndeki teleskoplar kullanıldı. Lubin ve Lemaux ayrıca Hyperion ve benzeri yapıları daha ayrıntılı bir şekilde haritalamak için Keck gözlemevini kullanıyor. Hyperion ve daha az uzak üstkümeler arasındaki karşıtlık, büyük olasılıkla, yakındaki üstkümelerin, milyarlarca yılda maddeyi daha yoğun bölgelere çekim gücüyle toplamalarından kaynaklanıyor olmalıdır – çok daha genç olan Hyperion’da çok daha az zamanda meydana gelen bir süreç. Evrenin tarihinin bu kadar erken olduğu göz önüne alındığında, Hyperion’un, Sloan Büyük Duvarını ya da kendi gökadamız Samanyolu’nun bulunduğu Başak Üstkümesi’ni oluşturan üstkümeler gibi muazzam yapılara benzer bir şeye dönüşmesi beklenir. Cucciati şunları söylüyor: “Hyperion’u anlamak ve benzer son yapılarla karşılaştırmak, evrenin geçmişte nasıl geliştiği ve geleceğe nasıl evrildiği hakkında kavrayış sağlayabilir ve bize üstkümelerin bazı modellerini sorgulama fırsatı verir. Bu kozmik titanın ortaya çıkarılması, bu büyük ölçekli yapıların tarihini ortaya çıkarmaya yardımcı olacaktır.” Kaynak: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/10/181017111036.htm
Çeviren: Bünyamin TAN

Devamını Oku

Öne Çıkanlar