Karanlık maddenin çekirdekler arasındaki kuvvete etkisine dair bir kanıt yok

Evrenin çoğu karanlık maddeden oluşmasına rağmen, bu konuda çok az şey biliniyor. Fizikçiler, karanlık madde ile normal madde arasındaki etkileşimi aramak için yüksek hassasiyetli bir deney kullandılar.

Evren temel olarak garip bir madde ve henüz anlaşılmayan bir enerji formundan oluşur. Bu ‘karanlık madde’ ve ‘karanlık enerji’ çıplak gözle veya teleskoplarla doğrudan görülemez. Gökbilimciler, galaksilerin şekline ve evrenin dinamiklerine dayanarak varlıklarının ancak dolaylı olarak kanıtını sağlayabilirler. Karanlık madde, normal, görünür maddenin kozmik yapılarını da belirleyen yer çekimi kuvveti yoluyla normal madde ile etkileşime girer. Karanlık maddenin kendisiyle ya da normal madde ile üç temel kuvve yoluyla mı – elektromanyetik kuvvet, zayıf ve güçlü nükleer kuvvet – veya başka ek kuvvetlerle mi etkileşime girip girmediği henüz bilinmemektedir. Çok sofistike deneyler bile şimdiye kadar böyle bir etkileşimi tespit edemedi. Bu, eğer varsa, etkileşimin çok zayıf olması gerektiği anlamına gelir.

Bu konuya daha fazla ışık tutmak için, dünyanın dört bir yanındaki bilim adamları, yer çekimsel olmayan temel kuvvetlerin eyleminin mümkün olduğunca az dış müdahale ile gerçekleştiği ve daha sonra eylemin tam olarak ölçüldüğü çeşitli yeni deneyler yapıyorlar. Beklenen etkilerden herhangi bir sapma, karanlık maddenin veya karanlık enerjinin etkisini gösterebilir. Bu deneylerden bazıları, Cenevre’deki Avrupa Nükleer Araştırmalar Örgütü CERN’de bulunanlar gibi büyük araştırma makineleri kullanılarak gerçekleştirilmektedir.

HHU Deneysel Fizik Enstitüsü’nden Prof. Stephan Schiller rehberliğinde çalışan ekip, proton (“p”) ve deuteron (“d”) arasındaki elektrik kuvvetini ölçmek için hassas bir deneyin bulgularını Nature dergisinde sundu. Proton hidrojen atomunun (H) çekirdeğidir, daha ağır deuteron döteryumun (D) çekirdeğidir ve bir proton ve ona bağlı bir nötrondan oluşur. Fizikçiler, olağandışı bir madde olan HD +, kısmen döteryumlanmış hidrojen molekülünün iyonunu inceler. Normalde elektron kabuğunda bulunan iki elektrondan biri bu iyonda eksiktir. Böylece, HD +, sadece bir elektronla birbirine bağlanan bir proton ve deuterondan oluşur ve aralarındaki itici elektrik kuvvetini telafi eder. Bu, proton ve deuteron arasında ‘bağ uzunluğu’ olarak adlandırılan belirli bir mesafe ile sonuçlanır. Bu mesafeyi belirlemek için HHU fizikçileri, son zamanlarda geliştirdikleri bir spektroskopi tekniği kullanarak molekülün dönüş oranını on bir basamak hassasiyetle ölçtüler. Araştırmacılar, parçacık tuzakları ve lazer soğutma gibi kuantum teknolojisi ile de ilgili yöntemleri kullandılar. Bağ uzunluğunun spektroskopi sonuçlarından ulaşmak ve ve böylece proton ve deuteron arasında uygulanan kuvveti hesaplamak. son derece karmaşıktır. Çünkü bu kuvvet kuantum özelliklere sahiptir. 1940’larda önerilen kuantum elektrodinamiği (QED) teorisi burada kullanılmalıdır. Araştırma ekibinin bir üyesi karmaşık hesaplamaları ilerletmek için yirmi yıl harcadı ve son zamanlarda bağ uzunluğunu yeterli hassasiyetle tahmin edebildi.

Bu tahmin, ölçüm sonucuna karşılık geliyor. Birileri bu uyumdan, bir proton ve bir deuteron arasındaki kuvvetin maksimum gücünün karanlık madde sebepli olduğu çıkarımını da yapabilir.

Karanlık maddenin normal madde ile daha önce düşünüldüğünden daha az etkileşime girdiği gösterildi. Bu gizemli madde biçimi, en azından laboratuvar koşullarında gizli kalmaya devam ediyor!

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir