ODDERONLA TANIŞIN; BÜYÜK HADRON ÇARPIŞTIRICI (LHC) DENEYLERİNDE ON YILLARDIR ARANAN QUASİPARTİKÜLÜN POTANSİYEL KANITI
Fransa ve İsviçre arasındaki sınırın altındaki 17 mil'lik bir dairesel tünelde, bilim insanlarının uluslararası bir işbirliği, dünyanın en gelişmiş bilimsel aracı olan Large Hadron Collider (LHC – Büyük Hadron Çarpıştırıcısı) kullanarak deneyler yürütüyor. Parçacık fizikçileri, ışık hızına yakın hızlandırılan protonları çarpıştırıp parçalayarak analiz ederek evrendeki tüm maddenin temel yapısı hakkında daha fazla bilgi edinme çabasındalar. Örneğin son yıllarda bu deneyler, Higgs Bozon’unun keşfi için Nobel Ödülüne yol açan verilere ulaşıldı.
Şimdi, Kansas Üniversitesinden araştırma ekibi ve yüksek enerjili deneysel parçacık fizikçilerinden oluşan bir ekip, şimdiye kadar var olduğu varsayılan teoriye göre 'odderon' olarak adlandırılan atom altı bir quasipartikül için muhtemel kanıtını ortaya koydu.
Kansas Üniversitesi Fizik ve Astronomi Bölümü'nden Profesör Christophe Royon, "Bunu 1970'lerden beri arıyoruz" dedi.
Yeni bulgular, glukonlarla birlikte kuarklardan oluşan hadronlarla (protonları ve nötronları içeren parçacık ailesi) ilgilidir. Bu özel deneyler, çarpışmadan sonra protonların bozulmadan kaldıkları "çarpışmaları" içerir. Önceki deneylerin hepsinde, bilim adamları, farklı protonlar arasında değiş tokuş yapılan sadece birkaç glukon içeren çarpışmalar tespit etmişlerdi.
Odderon üzerinde çalışan Kansas Üniversitesi parçacık teorisyeni Timothy Raben, "Protonlar arabaları nakletmekte olan iki büyük yarı kamyon gibi etkileşime giriyor, karayolu üzerinde gördüğünüz tür" dedi.
Yeni raporda, daha fazla enerji kullanan ve çarpışmaları daha hassas bir şekilde gözlemleyen araştırmacılar, herhangi bir kuark’ı bulunmaksızın tek sayıda gluon’nun potansiyel delilini rapor ederek çarpışmaları değiştirdiler.
Christophe Royon; "Şimdiye kadar ki birçok model, bir çift gluon’nun her zaman çift sayı olduğunu düşünüyordu," dedi. “Şimdi, ilk kez daha fazla olay, özellik ve yeni bir enerjiyi ölçüyoruz. Çift sayıda gluon varsaymanın bu geleneksel modeli ile uyuşmayan ölçümler bulduk. Bu, ilk kez gördüğümüz bir tür keşif, gluon sayısının garip bir şekilde değişimi. Üç, beş, yedi veya daha fazla gluon olabilir.”
Kansas Üniversitesi (KU) araştırmacıları, odderonun her türde tek gluon değişiminden gelen toplam katkı olarak görülebileceğini açıkladı. Üç, beş, yedi veya diğer tek sayıdaki gluonların hepsinin katılımını temsil eder. Buna karşın, eski model tüm çift numaralı gluonlardan bir katkı varsayar, bu nedenle iki, dört, altı veya daha fazla çift sayılı gluon içeren katkıları birlikte içerir.
LHC'de, yapılan çalışmada, sekiz ülkeden 100'den fazla fizikçiden oluşan bir ekip tarafından TOTEM (link: http://fizikolog.net/cern/cern_deney_tesis.html) deneyi kullanılarak Proton demetlerinin birbirine yönlendirildiği süper-çarpıştırıcıda milyarlarca proton çiftinin her saniye çarpışması gerçekleştirildi.
KU araştırmacıları bulguların, parçacık fiziğinin Standart Modeli'ne yeni detaylar verdiğini ve bu maddenin temel yapı taşlarının nasıl etkileşimde bulunduğunu açıklayan yaygın bir fizik teorisi olduğunu söyledi.
Fizikçiler onlarca yıldır odderon'un varlığını hayal ettiler, ancak LHC 2015'te en yüksek enerjisiyle çalışmaya başlayana kadar Odderon sadece bir tahmindi.
KU araştırmacılarına göre, TOTEM deneyi, çarpışmadan yok edilmeyen ancak biraz sapmış olan protonları saptamak üzere tasarlandı. Böylece, TOTEM parçacık detektörleri, etkileşime girmeden çıkan proton demetlerinden birkaç milimetreye dışına yerleştirildi. Mevcut sonuçları, daha az güçlü parçacık hızlandırıcıları kullanarak daha düşük enerjilerde yapılan ölçümlerle karşılaştırarak, TOTEM’in en hassas ölçüm yapması sağlanmıştır.
Araştırmacılar, çeşitli enerjilerdeki çarpışmalar sonucunda ortaya çıkan verileri karşılaştırarak, muhtemel odderonların varlığı için kanıt oluşturmaya yardımcı olan bir parametre olan "rho parametresini" kurdu.
Rho parametresinin bu şekilde ölçülmesi, birkaç postdoc ve kıdemli fizikçi tarafından dedektör donanımında ve özellikle fizik analizinde paylaşılan çalışma, işbirliği ve kilit katkılardan kaynaklanmaktadır.
Çeviri:Celal DEMİRTAŞ
Kaynak: Kansas Üniversitesi
Yayınlama tarihi: 06.02.2018