Yerçekimi, Parçacık Fiziğinin Mikro Dünyasında Küçük Ama Önemli Bir Rol Oynuyor

Kendinizi yeterli bir yükseklikten fırlatırsanız; yerçekimi ile zemini birbirine bağlayan kuvvetler arasındaki mücadelede hangisinin kazanacağını görmeniz uzun sürmez. Yerçekiminin göreceli zayıflığı, en azından elektromanyetizma ve nükleer kuvvetlerin gücüyle karşılaştırıldığında; gücünü geniş gezegen ve galaksi ölçeklerindeki fenomenlerle sınırlıyor gibi görünüyor.

Bu nedenle, genel göreliliği kuantum fiziğiyle birleştirme zorluğuyla birlikte fizikçiler; parçacıkların oluşumunda yerçekiminin rolünü oldukça keyfi bir düzeltme faktörü ile değiştirerek yok sayma eğilimindedirler.

RUDN Üniversitesi Yerçekimi ve Kozmoloji Enstitüsü’nden iki fizikçi, yerçekiminin doğanın yapı taşları arasındaki yerini yeniden düşünüyor. Ve temel parçacıkların bu küçük kuvvetin nasıl oluştuğunu açıklamasında daha büyük bir rol verecek denklemlere çözümler arıyor. İlk bakışta bu gereksiz bir araştırma gibi gelir. Bir elektron gibi tipik bir temel parçacık için elektromanyetik çekim yerçekimi gücünden 10^40 kat daha güçlüdür.

Bir atomun çekirdeği etrafındaki bir elektronun hareketlerini tanımlarken yerçekiminin etkilerini dahil etmek, bir araba kazasını tartışırken bir sivrisineğin etkisini hesaba katmak gibidir. Araştırmacılar Ahmed Alharthy ve Vladimir V. Kassandrov, sivrisineğin, en azından Planck ölçeğinin akıllara durgunluk veren küçük seviyesinde; bizim takdir ettiğimizden daha önemli olacağını düşünür.

Yerçekimi, mikro dünyada potansiyel olarak önemli bir rol oynar.

Kassandrov, “Yerçekimi, mikro dünyada potansiyel olarak önemli bir rol oynar. Ve bu varsayım belirli verilerle doğrulanmaktadır.” diyor. Eğri uzay zamanındaki temel alan teorisi denklemlerine yerleşik çözümler; yakınlaştırdığımızda küçük ama sıfır olmayan bir yerçekimi etkisine yer bırakıyor gibi görünür. Mesafeler küçüldükçe, yerçekiminin çekişi sonunda çekilen yüklerle karşılaşabilir hale gelir.

Ayrıca, kütle çekiminin küçük etkisinin dalgayı güçlendirmeye yardımcı olabileceği kuantum alanlarında oluşan soliter dalgaları tanımlayan modeller de vardır. İkili, elektromanyetik alan denklemlerinin yarı klasik modellerine geri döndü, tipik olarak kullanılan denklemleri değiştirdi. Ve bazı miktarlarda ince ayar yapmalarına izin verirken diğerlerinin sabit kalmasını sağlayan kuralları uyguladılar.

Ekip, bilinen temel parçacıkların yükünü ve kütlesini tanımlayan miktarları belirleyerek, toplanan çözümlerin peşine düştü. Çoğunlukla, en azından bilinen parçacıklar için, yer çekiminin gerekli göründüğü net durumlar yoktu. Ancak, çözümlerin ortaya çıktığı 10 ^ -5 gram kütleli yüklü nesneler için mesafelerin yaklaşık 10 ^ -33 metreye düştüğü durumlar vardı.

Teorisyenler, cevaplarının evrende bulabileceğimiz herhangi bir şeyi açıklayıp açıklamadığından emin değiller. Ancak bir spektrumda maksimon adı verilen varsayımsal yarı kuantum parçacıklara karşılık gelen bazı sınırlar koyuyorlar.

Elektrik yükü en küçük ölçeklerde hiçliğe dönüşürken ve kütleler yıldız büyüklüğünde büyürken matematiği daha da ileri götürürsek; yerçekiminin kuantum manzarasından bazı nesnelerin ortaya çıkışında anahtar bir faktör haline geldiği açıktır. Bu hayal ürünü gibidir. Ancak bu tür nötr madde dalgaları, bozon yıldızları olarak bilinen varsayımsal nesneleri oluşturan şeylerdir.

Şimdilik, yerçekimi parçacık fiziğinde isteksiz bir yan nota indirgenmeye devam edecek. Küçük kuvveti matematiksel bir karmaşıklık çözümünde kayda değer bir fayda sağlamayacak. Bir gün, dört temel kuvvetin en zayıfını Evren’in en küçük ölçeklerinde vermemiz gerekir. Kassandrov, “Gelecekte, fizikçiler için ilgi çekici. Ancak matematik açısından son derece karmaşık olan bu soruna ışık tutmak istiyoruz” diyor.