Evrende beşinci bir temel kuvvet mi var?

Fizik ve Uzay Öne Çıkanlar
Evrende beşinci bir temel kuvvet mi var?

Eğer bu tahmin doğru çıkarsa, evrenle ilgili anlayışımız tamamen değişebilir. Bir parçacık deneyinin sonuçları fizikçiler arasında tartışma yarattı. Çünkü radyoaktif berilyumun parçalanması sırasında keşfedilen anomali, bazı araştırmacılara göre evrende henüz bilinmeyen beşinci bir kuvvete işaret ediyor olabilir. Bilim insanları, ‘Karanlık Bozon’un varlığının mümkün olabileceğini düşünüyorlar.

Tartışma, Macar araştırmacılarının berilyum 8’in radyoaktif bozunumu sırasında oluşan parçacıkların incelenmesine dayanan deneyleriyle başladı. Araştırmanın amacı, Karanlık Madde’de 'zayıf etkileşimli ağır parçacıklarla' (WIMP /Weakly Interacting Massive Particles) birlikte Karanlık Madde’nin olası bir parçacığı kabul edilen 'karanlık fotonlarla' ilgili ipuçları bulmaktı. Fakat araştırmacılar bunun yerine bilinmeyen diğer bir parçacığa işaret eden bir anomali keşfettiler. Aşağı yukarı her milyonda bir bozunumda bir foton tarafından üretilen elektron ve pozitron aynı yöne doğru değil zıt yönlere doğru vınlıyor. Bu gözlemlerden yola çıkan araştırmacılar, bu bozunum sırasında yaklaşık olarak bir elektronun 30 misli kütlesine sahip bilinmeyen bir parçacık oluştuğu sonucuna vardılar. Ama burada söz konusu olanın bir madde parçacığı mı yoksa kuvvet taşıyan parçacık mı olduğu anlaşılamamış. Bu konuya açıklık getirmek isteyen Jonathon Feng (Kaliforniya Üniversitesi), Macar fizikçilerinin ve daha önceki benzer deneylerin verilerini inceleyince, bozunum verilerindeki anomalinin, gerçekten de bilinmeyen bir parçacığı işaret edebileceği sonucunu elde etmiş. Ancak Feng’in teorisi bir adım daha ileriye gidiyor. Araştırmacı bu fenomenin arkasında yepyeni bir gösterge bozonun varlığını tahmin ediyor.

Fiziğin standart modeline bu kuvvet parçacıkları evrendeki dört temel (zayıf ve kuvvetli çekirdek kuvvet, elektromanyetik kuvvet ve kütle çekimi) kuvvetin 'bağlayıcılarıdırlar'. Örneğin bir fotondaki kuarklar, gluonlar tarafından bir arada tutulur, fotonlar elektromanyetik kuvvetin aktarıcılarıdırlar. Ancak çekim kuvvetinin taşıyıcı parçacıkları şimdiye dek tamamen varsayımsaldır.

Feng ve ekibinin görüşüne göre Macarların potansiyel parçacıkları diğer bir ileti parçacığı olabilir. Çünkü analizlerine göre veriler ne bir madde parçacığıyla ne de hipotetik 'karanlık fotonla' örtüşmekte. Bunun yerine bir gösterge bozonunun varlığı, beşinci bir temel kuvvet olarak açıklanabilir diyor araştırmacılar. Diğer bir temel kuvvetle ilgili fikir aslında yeni değildir. Fizikçiler uzun bir süredir, karanlık maddenin kendi içindeki bir kuvvetten etkilenebiliyor olabileceği üzerinde tartışıyorlar. Feng ve ekibi, bozondaki bozunum verilerindeki anomalinin tam olarak beşinci temel kuvvete işaret ettiğinin mümkün olduğu kanısında. Yani karanlık maddenin parçaları, 'karanlık bozonlardan' birini değiştirerek birbirleriyle etkileşime girebilirler. Bozunum verilerinden anlaşıldığı üzere bu bozon normal maddeyle çok kısıtlı olarak etkileşebilir. Buna göre protonlar üzerinde etkisi olmamasına rağmen elektronlar ve nötronlar üzerinde - her ne kadar çok küçük mesafede olsa bile - etkili olabilir. Ve eğer bu gerçekse, beşinci temel kuvvetin keşfi, evrenle ilgili anlayışımızı tamamen değiştirebilir diyor Feng.

Bununla birlikte beşinci bir temel kuvvet ve bozonu için halihazırdaki veri tabanı henüz oldukça zayıf. Deneyde bir hata olabilir ya da bugüne dek hiç bilinmeyen nükleer fiziksel bir etki olabilir deniyor. Fakat olayın iyi tarafına bakarsak, söz konusu anomalinin diğer deneylerle kolayca kontrol edilebileceği söylenebilir. Sonuçta potansiyel parçacık, elektronun 30 misli kütlesiyle pek de ağır sayılmaz ve birçok laboratuvarda kanıtlanabilir. Ve bazı araştırma grupları bu konuda çalışmaya başlamışlar bile. O halde bu parçacık niçin daha önce saptanamadı? Feng bunu bozonun normal maddeyle etkileşiminin zayıf olmasına bağlıyor. Sadece belli başlı partiküller belli başlı koşullarda etkilendikleri için bu sinyal uğultuların arasında kaybolup gidiyor. Fizikçiler yine de arayışların önümüzdeki iki yıl içinde kesin sonuçlar vereceğinden eminler. Karanlık madde üzerinde etkili olan bir beşinci bir temel kuvvetin gerçekten de var olup olmadığı işte o zaman anlaşılacak.

Nilgün Özbaşaran Dede 

Kaynak:

http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.117.071803
http://www.sciencealert.com/new-study-confirms-physicists-might-have-spotted-a-fifth-force-of-nature