Standard Model büyük patlama sonrası maddeden daha fazla anti maddenin (karşıt maddenin) oluşması gerektiğini öngörmesine rağmen neden evren tamamen maddeden oluşmuş gibi görünüyor?
Fizikçilerin maddenin ve onun etkileşimlerini başarılı bir şekilde tanımladıkları standart modelin eksiklerini listelemek istediğinizde, bu yüksek ihtimalle var olmadığımızın öngörüsü olurdu.
Teoriye göre, madde ve karşıt-madde büyük patlamada eşit miktarda oluştu. Aslında, evrenin varoluşunda veya ilk saniyesinde birbirlerini tamamen yok etmeliydiler. Kainat tamamen ışık olmalıydı. Ama yine de buradayız. Aynı şekilde gezegenler, yıldızlar ve galaksiler; hepsi, görebildiğimiz herşey, sadece maddeden oluşmuştur. Gerçeklik 1, teori 0.
Bu varoluşsal gizemin iki mantıklı çözümü var. İlki, maddenin fazlalığı ile erken evreni terk eden karşıt-madde ve maddenin fiziğinde bazı ince farklar olması. Teori karşıt-madde dünyasının kendimizin mükemmel yansıması olmasını öngörürken, deneyler çoktan aynada şüpheli çizikler buldu bile. 1998 yılında, Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi’nde (CERN) yapılan deneyleri acayip parçacıklardan biri olan kaonun karşıt-parçacığına dönüşmesinin ikisi arasında ufak bir dengesizlik yaratarak tam tersine daha az olduğunu gösterdi. Kaon parçacığı daha çok karşıt parçacığından dönüşüyordu, karşıt parçacığına dönüşmesi ise daha azdı ve bu dönüşümler arasında bir dengesizlik oluşturmuştu.
Californiya’da ve Japonya’da bulunan hızlandırıcılarda bu deneyler birbirini takip etti. 2001’de kaounun ağır kuzenleri olarak bilinen B mezonları arasında da benzer, daha belirgin olan bir asimetri ortaya çıktı. Bir kez daha CERN’deki LHC Deneyi bunu destekledi ve bu yıl sonuna kadar çalışarak ta, LHCb deneyleri ile de 4500 ton ağırlığa sahip dedektörler kullanılarak milyarlarca B mezonları gözlemlenecek ve bu parçacıkların sırları ortaya çıkarılacak.
Ama bu LHCb’nin illa ki tüm karşıt-maddelerin nereye gittiği konusunda son söz sahibi olduğu anlamına gelmeyecektir. Oxford Üniversitesi parçacık fizikçisi Frank Close “Ancak sonuçlar asimetrinin büyük bir kısmını açıklayacak gibi görünüyor.” diyor.
Maddenin gizemlerine ikinci mantıklı cevapsa yok etmenin ilk birkaç saniyenin tümünde olmadığı şeklinde: bir şekilde, madde ve karşıt-madde birbirlerinin yok etme anlayışından kaçmayı başardılar. Bir yerlerde, kainatın bazı ayna bölgelerinde, karşıt-madde gizlenmiş ve karşıt-yıldızlar, karşıt-galaksiler ve hatta belki de karşıt-yaşam da var olmuş olabilir.
“Bu aptalca, pervasız bir fikir değil.” diyor Close, mıknatısları örnek göstererek. Sıcak mıknatıslar soğutulduğunda, bireysel atomlar komşularına manyetik alanlar ile uyumlu olarak kuvvet uygulayabiliyorlar, farklı yönlerde manyetizma etki alanı oluşturuyor. Aynı şey büyük patlamanın ardından soğuyan evrende de gerçekleşmiş olabilir. “Başlangıçta, burada ekstradan az miktarda maddeniz ve başka bir yerde ekstra karşıt-maddeniz olabilir.” diyor. Bu küçük farklılıklar zamanla büyük ayrı bölgelere dönüşebilir.
Bu karşıt-madde etki alanları, ki varsa, kuşkusuz yakınlarda değil. Yıldız ve karşıt-yıldız alanları arasındaki sınırlardaki yoketme yüksek enerjili gama ışınlarının açık işaretini oluşturacaktı. Eğer tüm karşıt-galaksi olağan galaksilerle çarpışırsa yok etme olayı, sonucu hayal edilemeyecek muazzam oranlarda olacaktı. Henüz böyle işaretler görmedik, ancak henüz bakmadığımız pek çok evren var. Ve ayrıca tüm bu bölgeler göremeyeceğimiz kadar uzaklıktalar.
Karşıt-helyumun ya da hidrojenden daha ağır diğer karşıt-atomların bulunması karşıt-evrenin somut bir delili olacaktır. Bu, karşıt-yıldızların nükleer füzyon yoluyla karşıt-atomları oluşturduğu anlamına gelecektir, tıpkı olağan yıldızların normal atomları füzyon ettikleri gibi.
Alfa Manyetik Spektrometresi işte sadece bu işaretler için kozmik ışın yakalama amacıyla yapılan 1.5 milyar dolarlık bütçesiyle önemli bir projedir. 16 Mayıs 2011’de NASA tarafından Uluslararası Uzay İstasyonu’na gönderildi. 19 Mayıs 2011’den bu yana deneyleri, proje görevlerini gerçekleştiriyor. Karanlık madde, karşıt madde gibi pek çok probleme açıklıklar getirmesi bekleniyor. Şu an evrendeki anti-maddenin varlığını kanıtlamak amacıyla anti-helyum çekirdeklerinin gözlemlerini yapıyor. Bilim, devam ediyor!
Yazı dizimizi Anti Madde Gizemleri bağlantısından takip edebilirsiniz.
Hazırlayan: Gülcihan Utaş | Kuark Bilim Topluluğu Fizik Çalışma Grubu
*Bu çalışma, Amanda Gefter tarafından 27 Nisan 2009’da NewScientist dergisinde yayınlanan makaleden yararlanılarak hazırlanmıştır. Bir yazı dizisi olarak hazırlanan bu çalışmanın devamı yayınlanmak üzere. Gelişmeleri takip etmek için facebook sayfamız: Kuark.Org – Facebook
– Daha önce yayınladığımız, “Anti Madde Giderek Ağırlaşıyor!” haberi de belki ilginizi çekebilir: