Protonlar fiziğin öngördüğünden daha esnek olabilir
Parçacıkların içindeki kuarklar bir elektrik alanında olması gerekenden daha fazla hareket ediyor gibi görünüyor.
Protonlar olması gerekenden daha esnek olabilir.
Atom altı parçacıklar, güçlü kuvvet olarak bilinen güçlü bir etkileşimle birbirine bağlanan kuark adı verilen daha küçük parçacıklardan oluşur. Fizikçi Nikolaos Sparveris ve meslektaşlarının 19 Ekim tarihinde Nature dergisinde yayınladıkları rapora göre, yeni deneyler kuarkların kendilerini çeken bir elektrik alanına beklenenden daha fazla tepki verdiğini gösteriyor. Bu sonuç, güçlü kuvvetin teorinin öngördüğü kadar güçlü olmadığını gösteriyor.
Bu, bizi ve etrafımızdaki her şeyi oluşturan parçacıkları ve kuvvetleri tanımlayan parçacık fiziğinin standart modeliyle çelişen bir bulgu. Sonuçlar bazı fizikçileri bu durumu nasıl açıklayacakları ya da bu bulgularla ne yapacakları konusunda şaşkına çevirdi.
Philadelphia’daki Temple Üniversitesi’nden Sparveris, “Sonuçlar eğer doğruysa, güçlü etkileşim fiziği için kesinlikle şaşırtıcı ve hiç beklenmedik bir durum” diyor.
Sparveris, bu tür bir esnekliğin diğer laboratuvarların deneylerinde de ortaya çıktığını, ancak bu kadar ikna edici olmadığını söylüyor. Sparveris ve meslektaşlarının ölçtüğü esneme önceki deneylere göre daha azdı ama aynı zamanda daha az deneysel belirsizlik içeriyordu yani elde edilejn sonuçlar aslında oldukça güvenilir. Bu da araştırmacıların protonların gerçekten de teorinin söylediğinden daha esnek olduklarına dair düşüncelerini artırıyor.
Newport News, Va.’daki Thomas Jefferson Ulusal Hızlandırıcı Tesisi’nde çalışan ekip, elektronları ultra soğuk sıvı hidrojen hedefine ateşleyerek protonları inceledi. Hidrojen içindeki protonlardan saçılan elektronlar, proton kuarklarının elektrik alanlarına nasıl tepki verdiğini ortaya çıkardı (SN: 9/13/22). Elektron enerjisi ne kadar yüksekse, araştırmacılar protonların o kadar derinini görebiliyor ve elektronlar protonların içinde güçlü kuvvetin nasıl işlediğine dair o kadar çok şey ortaya koyuyor.
Elektrik etkileşimleri çoğunlukla parçacıkları zıt yönlere çektiğinde kuarklar beklendiği gibi hareket etti. Ancak bir noktada, elektron enerjisi arttıkça, kuarklar bir elektrik alanına teorinin öngördüğünden daha güçlü tepki veriyor gibi göründüler.
Ancak bu sadece küçük bir elektron enerjisi aralığı için gerçekleşti ve protonun esneme grafiğinde bir şişkinliğe yol açtı.
Almanya’daki Mainz Johannes Gutenberg Üniversitesi’nden fizikçi Vladimir Pascalutsa, “Genellikle bu tür şeylerin davranışları oldukça düzgündür ve hiçbir tümsek yoktur yani böyle bir yekseliş beklenen bir durum değil” diyor.
Pascalutsa, genellikle şaşırtıcı problemlere dalmaya hevesli olduğunu, ancak protonların tuhaf esneme özelliğinin şu anda kalemle kâğıda dökmek için çok kabataslak olduğunu söylüyor. ” Grafikteki bu tümseği açıklamak amacıyla bir şekilde size yeni bir etki bulan bütün bir çerçeve bulmak için çok ama çok yaratıcı olmanız gerekir” diyor. “Vızıltıyı öldürmek istemiyorum ama evet, bir teorisyen olarak bu şeyin kalıcı olacağına dair oldukça şüpheliyim.”
Pascalutsa, kendisi gibi teorisyenleri alışılmadık derecede esnek protonlar konusunda heyecanlandırmak için daha fazla deney yapılması gerekeceğini söylüyor. Sparveris’in deneyi elektronların antimadde versiyonu olan ve protonlardan saçılan pozitronlarla tekrar deneme umudu gerçekleşirse Pascalutsa’nın dileği gerçekleşebilir.
Pascalutsa, tamamen farklı bir deney türünün esnek protonları daha cazip hale getirebileceğini söylüyor. İsviçre’nin Villigen kentindeki Paul Scherrer Enstitüsü’nde yakında yapılacak bir çalışma bu işe yarayabilir. Bu çalışmada, genellikle atom çekirdeklerinin yörüngesinde bulunan elektronların yerine müonlara sahip hidrojen atomları kullanılacak. Müonlar elektronlardan yaklaşık 200 kat daha ağırdır ve atom çekirdeğine elektronlardan çok daha yakın bir yörüngede dolanarak içerideki protona daha yakından bakılmasını sağlar (SN: 10/5/17). Deney, “muonik hidrojeni” diğer elektronları veya pozitronları onlardan saçmak yerine lazerlerle uyarmayı içerecek.
Pascalutsa, “Müonik hidrojen deneylerindeki hassasiyet, saçılma deneylerinde elde edilebilecek olandan çok daha yüksek olacaktır” diyor. Eğer esneklik orada da ortaya çıkarsa, “o zaman hemen buna bakmaya başlayacağım.” diyor.
Bu yazı Astrafizik.com tarafından Türkçeye aktarılmış olup yazının aslı sciencenews.org sitesine aittir, orijinaline mümkün olduğunca sadık kalmak koşuluyla dilimize çevirilmis olsa da editoryal tarafından katkılarda bulunulmuştur. Bu sebeple Astrafizik.com içerik izinlerine tabidir. Astrafizik.com referans gösterilmek koşuluyla 3. tarafların kullanımına izin verilmiştir.