Karanlık Fotonlar ; her neredeyseler, kesinlikle saklanma konusunda iyidirler. Evreni ve içindeki galaksileri şekillendiren, görünmez el avına çıkan fizikçiler, bakışlarını karanlık foton tarafına çevirdiler. Özellikle de, bir takım daha önce bilinmeyen bir doğa gücünü iletebilecek olan karanlık fotonları keşfetmek için; her kozmik kayanın arkasına bakıyorlar.
Bu fotonlar, tüm normal madde ile karanlık madde denilen görünmez şeyler arasındaki etkileşime aracılık ederler. Bilim insanları, doğanın bilinen dört kuvvet tarafından gerildiğini, çekildiğini ve ezildiğini ve parçalandığını uzun zamandır biliyorlar.
Öyleyse başka bir güç, bizden bu kadar uzun süre nasıl saklanabiliyor?
Bu bilinen dört güç, günlük varlığımızın temel taşını oluşturuyor: Atom çekirdeğini birbirine bağlayan zalimce ama kısa mesafeli güçlü nükleer kuvvet; radyoaktif bozulmayı kontrol eden ve nötrino adı verilen atomaltı parçacıklarla konuşan karanlık ve sessiz nükleer kuvvet; hayatlarımıza hükmeden cesur ve parlak olan elektromanyetik kuvvet; ve ince çekim kuvveti; dörtlünün en zayıfı.
Bu dört temel kuvveti kullanarak, fizikçiler atom altı ve makroskopik dünyalarımızın bir resmini çizebilirler.
Bu dört karakterden birini içermeyen bir etkileşim yoktur. Yine de, gizemler evrendeki etkileşimler konusunda, özellikle de en büyük ölçeklerde bol miktarda bulunmaktadır. Galaksilerin ve ötesinin ölçeğini uzaklaştırdığımızda; balıklı bir şey oluşur ve bu balıklı şeye, karanlık madde adını veriyoruz.
Karanlık madde basit ve süssüz mü, yoksa daha önce bilinmeyen güçlerin içinde saklanıyor mu?
Şimdi, arXiv baskı dergisindeki çalışmalarını, çevrimiçi olarak tanımlayan uluslararası bir fizikçi ekibi; böyle bir gücü aramak için dünyanın en büyük atomu parçalayan Büyük Hadron Çarpıştırıcısından, veri dökümaları kullandılar. Şimdilik, araştırmaları boş çıktı. Bu bir nevi iyi: Bildiğimiz fizik yasalarımız hala geçerli. Fakat, karanlık maddeyi halen açıklayamıyoruz.
Karanlıkta Kaybolmak
Karanlık madde, evrenin toplam kütlesinin yaklaşık % 80’ ini oluşturduğu söylenen varsayımsal bir madde şeklidir. Bu büyük bir mesele. Tüm bu fazladan görünmeyen şeyler için neyin sorumlu olduğunu bilmiyoruz, ama var olduğunu, en büyük ipucumuzun yerçekimi olduğunu biliyoruz.
Gökbilimciler; galaksilerdeki yıldızların ve kümelerdeki galaksilerin hareketlerini inceleyerek, evrendeki en büyük yapıların evrimi ile birlikte, gökbilimciler; neredeyse evrensel olarak galaktik gözle karşılaştıklarından daha fazlasının olduğu, sonucuna varmışlardır.
Karanlık madde ifadesine daha iyi isim; görünmez madde olabilir. Onu çekimsel etkisinden çıkartabilsek de (çünkü Albert Einstein’ın her şeyi gören gözünden hiçbir şey kaçamaz), karanlık madde; sadece ışıkla etkileşime girmez. Bunu biliyoruz, çünkü karanlık madde sadece ışıkla etkileşime girdiyse (veya en azından, tanıdık maddenin yaptığı gibi ışıkla etkileşime girerse), şimdiye kadar gizemli maddeyi görmüş olurduk.
Ancak söyleyebildiğimiz kadarıyla karanlık madde – her ne ise – ışığı emmez, ışığı yansıtmaz, ışığı kırmaz, ışığı saçmaz veya ışık yaymaz. Karanlık madde için, ışık sadece kendine ait değildir; var bile olmayabilir.
Ve böylece, şu anda vücudunuzdan, karanlık madde parçacıklarının geçmesi konusunda sağlam bir şans bulunmaktadır.
Bu sonsuz akışın birleşik kütlesi, yerçekimi etkisiyle galaksilerin kaderlerini şekillendirebilir, merhaba bile demeden normal maddeden geçebilir. Kabaca; bu karanlık bir mesele…
Işığı Getirmek
Hangi karanlık maddenin yapıldığını bilmediğimiz için; hem sıradan hem de hayalperest olan her türlü senaryoyu yapmakta özgürüz. Karanlık maddenin en belirgin resmi, bunun büyük ve basit olduğunu söylüyor.
Evet, evrenin kütlesinin büyük çoğunluğunu oluşturur, ancak başka hiçbir şey olup kütlesi olan, tek olan, oldukça üretken bir parçacıktan oluşur. Bu da; malzemenin yerçekimi yoluyla kendini gösterebildiği ancak, başka hiçbir kuvvetle etkileşime girmediği anlamına gelmektedir. Fantezi senaryolar, bu şekilde daha eğlenceli olmakta.
Teorisyenler sıkıldığında, karanlık maddenin ne olabileceği ve daha da önemlisi, onu nasıl tespit edebileceğimiz konusunda fikirler pişirmektedirler.
İlginç olan, teoriler ölçeğinde bir sonraki seviye; maddenin zaman zaman zayıf nükleer kuvvet ve normal maddeyle konuşabileceğini söylüyor olması. Bu fikir, bugün dünyanın dört bir yanındaki karanlık madde deneylerini ve dedektörlerini motive ediyor. Ancak, bu senaryo hala doğanın dört kuvveti olduğunu varsayar.
Eğer karanlık madde daha önce görülmemiş bir tür parçacık ise, o zaman daha önce bilinmeyen bir doğa gücü ile paketlenmiş olarak geldiğini (veya haklı olup olmadığımızı bilmiyoruz) önermek tamamen mantıklıdır.
Bu potansiyel güç, karanlık maddenin yalnızca karanlık maddeyle konuşmasına izin verebilir veya karanlık maddenin ve karanlık enerjinin iç içe geçmesine neden olabilir (aynı zamanda anlamadık) veya evrenimizin normal ve karanlık sektörleri arasında yeni bir iletişim kanalı açabilir.
Karanlık fotonun Yükselişi
Açık ve karanlık alemler arasında önerilen bir iletişim portalı, elektromanyetik kuvvetin tanıdık (açık) fotonuna benzer şekilde koyu foton adı verilen bir şeydir. Karanlık fotonları doğrudan göremiyor, tadamıyor veya koklayamıyoruz, ancak dünyamıza karışabilirler.
Bu senaryoda, karanlık madde nispeten büyük parçacıklar olan karanlık fotonlar yayar. Bu hafif taşıyıcının, benzerlerinden farklı olarak sadece kısa bir aralıkta etkileri olduğu anlamına gelir. Ancak bazen karanlık bir foton, düzenli bir foton ile etkileşime girerek enerjisini ve yörüngesini değiştirebilir.
Bu çok nadir bir olaydır; aksi takdirde, uzun zaman öncedir elektromanyetizma ile ilgili ilginç bir şey olduğunu fark ederdik. Böylece, karanlık fotonları doğrudan göremeyiz, ancak elektromanyetik etkileşimlerin goblarını inceleyerek karanlık fotonların varlığını koklayabiliriz.
Bu gobların küçük bir bölümünde, karanlık bir foton, normal bir fotonun enerjisini onunla etkileşerek “çalabilir”. Ama dediğim gibi, çok fazla etkileşime ihtiyacımız var. Öyle ki, tam olarak bunu üretmek için dev Bilim Makineleri kurduk, bu yüzden şansımız yaver gitti.
ArXiv makalesinde fizikçiler, CERN’ deki en büyük ikinci parçacık hızlandırıcısı olan Super Proton Synchrotron’ dan üç yıllık veriyi inceledikten sonra sonuçlarını bildirdiler. Bu deney için, bilim insanları bir tuğla duvarının protonlarını, atom altı eşdeğerine karşı parçaladılar ve sonrasında parçalara baktılar.
Bilim İnsanları 20 milyar elektronu saydılar
Enkazda, araştırmacılar çoğunda elektron buldular . Üç yıl boyunca, bilim insanları 100 GeV’ nin üzerinde enerjileri olan 20 milyar elektronu, saydılar. Elektronlar parçacık yüklü olduklarından ve birbirleriyle etkileşime girdikleri için, bu deneydeki yüksek enerjili elektronlarda çok sayıda foton üretti.
Eğer karanlık fotonlar varsa, ozaman bazen deneyde ışık eksikliği olarak ortaya çıkmalı, bir fenomen olan normal fotonlardan birinin enerjisiyle etkileşime girmeli ve bunları çalmalıdırlar. Tüm bu deneylerde normal fotonlar mevcuttu ve hesaba katılıyordu ama karanlık fotonlar gün yüzüne çıkmıyordu. Böyle olunca, bu parçacıkları kısmi açıklayabildiler.
Bu parçaçıkların varlığı; düşük enerjili (deney sonuçlarına dayanarak bir GeV’ den daha az) olması ve sadece normal fotonlarla nadiren etkileşime girmesi biçiminde yorumlandı.
Bununla birlikte; karanlık fotonlar arayışı, subatomik dünyanın yarattığı bu yaratık üzerinde daha da ileriye gidecek, denemenin gelecekteki çalışmalarıyla devam edecek.
Bunlar da ilginizi çekebilir:
- Güneşten Bize Her Gün Karanlık Yarı Manyetik Akış Oluyor!
- Kuantum Mekaniğinin Garip Olduğunu Düşündüyseniz; Dolaşık Zamanı Kontrol Etmeniz Gerekir
- Fizikçiler, Bir Kuantum X-Ray Cihazı Yaptılar
Editör / Yazar: Neslihan ÇAKMAK
