Kozmosta, fiziğin ve bilim topluluğunun kabul ettiği dört temel kuvvet bulunuyor lakin artık, Fermilab’daki bilim insanları yeni bir kuvvetin varlığını keşfetmeye çok yaklaştıklarını söylüyor. Bilim insanları yaptıkları çalışmada müon ismi verilen atom altı parçacıkların mevcut atom altı fizik teorisinin öngördüğü biçimde davranmadığına dair daha fazla delil buldular. Yapılan çalışma sonucunda bilim insanları müonlar üzerinde bilinmeyen bir kuvvetin tesirli olabileceğine inanıyor. Bu sonuçları doğrulamak için daha fazla dataya gereksinim duyulacak, lakin doğrulanmaları halinde bu, fizikte bir ihtilalin başlangıcı olabilir.
Evrendeki temel kuvvetler
Her gün deneyimlediğimiz tüm kuvvetler aslında dört temel kuvvet olarak söz ediliyor: Kütle çekim kuvveti, zayıf nükleer kuvvet, elektromanyetik kuvvet ve güçlü nükleer kuvvet. Bu dört temel kuvvet, kainattaki tüm objelerin ve parçacıkların birbirleriyle nasıl etkileşime gireceğini belirliyor. Bunları ‘doğa kanunu’ olarak da düşünebilirsiniz.
Yeni bulgular Fermilab adlı ABD parçacık hızlandırıcı tesisinde elde edildi. Araştırma bulguları Fermilab grubunun birinci kere 2021 yılında beşinci bir tabiat kuvveti olasılığını öne sürdüğü sonuçların üzerine inşa edildi. Belirtilenlere nazaran araştırma grubu o vakitten beri daha fazla bilgi topladı ve ölçümlerinin belirsizliğini iki kat azalttı.
Muon g-2 gibi akılda kalıcı bir ismi olan deneyde araştırmacılar müon adı verilen atom altı parçacıkları 15 metre çapındaki bir halkanın etrafında hızlandırarak neredeyse ışık suratında yaklaşık 1.000 sefer dolaştırıyorlar. Araştırmacılar, yeni bir tabiat gücünün tesiri nedeniyle Standart Model olarak isimlendirilen mevcut teoriyle açıklanamayacak bir formda parçacıkların davranıyor olabileceklerini keşfettiler.
Kesin delil yok
Deliller güçlü olsa da, Fermilab grubu şimdi kesin bir delile sahip değil. Çünkü teorik fizikteki gelişmeler nedeniyle Standart Model’in müonlardaki yalpalama ölçüsünün ne olması gerektiği konusundaki belirsizlikler arttı. Araştırmacılar muhtaçlık duydukları datalara sahip olacaklarına ve teorik belirsizliğin iki yıl içinde gayelerine ulaşmalarına yetecek kadar azalacağına inanıyorlar. Bununla birlikte, Avrupa’daki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı‘ndaki (LHC) rakip bir takım bu maksada daha evvel ulaşmayı umuyor. LHC’deki binlerce bilim insanı, 50 yılı aşkın müddettir kabul gören Standart Model’deki kusurları ve eksiklikleri bulmaya bçalışıyor. Fermilab, gelecekte yapılacak deneylerin ve teorik çalışmaların sonuçlarını birleştirerek uyumlu bir formda açıklamayı ve yeni parçacıkların yahut kuvvetlerin potansiyel keşiflerini ortaya çıkarabileceğine inanıyor.
Peki Standart Model nedir?
Aklınıza Standart Model nedir sorusunun gelmesi ve modelin öngörülerine tam olarak uymayan deneysel bir sonuç elde etmenin neden bu kadar değerli olduğunu düşünmeniz son derece doğal.
Varlığını bildiğimiz her şey atomlardan, onlar da daha küçük parçacıklardan meydana geliyor. Bunlar etkileşime girerek tabiatın dört kuvvetini oluşturuyor: elektrik ve manyetizma (elektromanyetizma), iki nükleer kuvvet ve yerçekimi.
Bu parçacıkların davranışları Standart Model tarafından elli yıl boyunca hiçbir kusur olmaksızın harika bir biçimde öngörülebilmiştir.
Müonlar atomların yörüngesinde dönen ve elektrik akımlarından sorumlu olan elektronlara benzerler, lakin yaklaşık 200 kat daha büyüktürler. Yapılan deneyde güçlü, üstün iletken mıknatıslar kullanılarak yalpalamaları sağlandı. Sonuçlar ise müonların Standart Model’in söylediğinden daha süratli yalpaladıklarını gösteriyor.
Projenin önde gelen araştırmacılarından Liverpool Üniversitesi’nden Prof Graziano Venanzoni yaptığı açıklamada bunun bilinmeyen yeni bir kuvvetten kaynaklanabileceğini söylüyor: “Şu anda farkında olmadığımız öteki bir güç olabileceğini düşünüyoruz. Bu, ‘beşinci kuvvet’ olarak isimlendirdiğimiz farklı bir şey. Bu farklı bir şey, şimdi bilmediğimiz bir şey, fakat değerli olmalı, zira cihan hakkında yeni bir şey söylüyor.”
100 yılın en büyük bilimsel atılımı olabilir
Şayet, bu beşinci kuvvetin varlığı doğrulanırsa Einstein’ın görelilik kuramından bu yana geçen yüz yılın en büyük bilimsel atılımlarından birine tanıklık edeceğiz. Çünkü beşinci bir kuvvet ve bununla alakalı rastgele bir parçacık, parçacık fiziğinin Standart Modelinin bir ögesi sayılamaz. Araştırmacılar, “Standart Model’in ötesinde fizik” olarak tanımladıkları şeyin var olduğunu biliyorlar, zira mevcut teori, astronomların uzayda gözlemlediği pek çok şeyi açıklayamıyor. Bunların ortasında Büyük Patlama’dan sonra kainatın genişlemesinin yavaşlamak yerine hızlanmaya devam etmesi de yer alıyor. Bilim insanları bu hızlanmanın karanlık güç ismi verilen bilinmeyen bir güç tarafından yönlendirildiğini söylüyor
Galaksiler ayrıyeten, içlerinde ne kadar husus olduğuna dair anlayışımıza nazaran, olması gerekenden daha süratli dönüyorlar. Araştırmacılar bunun karanlık unsur ismi verilen ve yeniden Standart Model’in bir kesimi olmayan görünmez parçacıklardan kaynaklandığına inanıyor.
