Notit

Evren

Madde Ve Antimadde Arasında Geçiş Yapan Parçacık

[New Atlas yazısından çevirilmiş ve düzenlenmiştir.]
Tarih: 12.06.2021
Yazar: Hatice Eflatun
Ortalama Okuma Süresi: 4 dakika

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’ndan gelen verileri analiz eden Oxford fizikçilerine göre, bir atom altı parçacığın madde ve antimadde arasında geçiş yaptığı bulundu. İki parçacık arasındaki akıl almaz derecede küçük bir ağırlık farkının, başladıktan kısa bir süre sonra evreni yok olmaktan kurtarabileceği ortaya çıktı.

Antimadde, normal maddenin bir tür “kötü ikizi”dir. Ancak şaşırtıcı bir şekilde benzerdir. Tek gerçek fark, antimaddenin zıt yüke sahip olmasıdır. Bu, eğer bir madde ve antimadde parçacığa temas ederse bir enerji patlamasıyla birbirlerini yok edecekleri anlamına gelir.

İşleri karmaşıklaştırmak için, fotonlar gibi bazı parçacıklar aslında kendi antiparçacıklarıdır. Hatta diğerlerinin süperpozisyonun kuantum garipliği sayesinde (en ünlüsü Schrödinger’in kedisinin düşünce deneyi aracılığıyla gösterilmiştir) her iki durumun aynı anda tuhaf bir karışımı olarak var oldukları görülmüştür. Bu, bu parçacıkların aslında madde ve antimadde olmak arasında salınım yaptığı anlamına gelir.

Ve şimdi bu özel kulübe yeni bir parçacık katıldı, tılsım mezonu. Bu atom altı parçacık normalde bir tılsım kuark ve bir yukarı antikuarktan oluşurken, onun antimadde eşdeğeri bir tılsım antikuark ve bir yukarı kuarktan oluşur. Normalde bu durumlar ayrı tutulur ancak yeni çalışma tılsım mezonlarının ikisi arasında kendiliğinden geçiş yapabildiğini gösteriyor.

Sırrı açığa çıkaran şey, iki durumun biraz farklı kütlelere sahip olmasıydı. Ve aşırı derecede “biraz” demek gerekiyor, fark sadece 1.10-39 gramdır. Bu inanılmaz derecede hassas ölçüm, Oxford Üniversitesi’ndeki fizikçiler tarafından Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nın ikinci çalışması sırasında toplanan verilerden elde edildi.

Tılsım mezonları, proton-proton çarpışmalarında LHC’de üretilir ve normalde diğer parçacıklara bozunmadan önce sadece birkaç milimetre yol alırlar. Ekip, daha uzağa gitme eğiliminde olan tılsım mezonları ile daha erken çürüyenleri karşılaştırarak, kütle farklılıklarını, bir tılsım mezonunun bir anti-tılsım mezonuna dönüşüp dönüşmediğini belirleyen ana faktör olarak belirledi.

Bu küçük bulgunun evren için devasa etkileri olabilir. Parçacık fiziğinin Standart Modeline göre, Büyük Patlama eşit miktarlarda madde ve antimadde üretmiş olmalı ve zamanla hepsi çarpışıp yok olacak ve evreni boş bırakarak yok olacaktı. Açıkçası bu olmadı ve bir şekilde madde egemen oldu, ama bu dengesizliğe ne sebep oldu?

Yeni keşfin ortaya çıkardığı bir hipotez, tılsım mezonu gibi parçacıkların maddeden antimaddeye döndüklerinden daha sık antimaddeden maddeye geçeceğidir. Bunun doğru olup olmadığını ve doğruysa nedenini araştırmak, bilimin en büyük gizemlerinden birini açan önemli bir ipucu olabilir.

 

KAYNAKÇA & İLERİ OKUMA

ÇEVİRİ | NEW ATLAS

BAŞLIK GÖRSELİ | CERN

Madde Ve Antimadde Arasında Geçiş Yapan Parçacık Read More »

Karanlık Madde Nedir?

[Science Focus makalesinden çevirilmiş ve düzenlenmiştir.]
Tarih: 11.06.2021
Yazar: Fuat Bayrakçı
Ortalama Okuma Süresi: 6 dakika

Karanlık madde, Evrendeki tüm maddenin çoğunluğunu oluşturmak için teorize edilen görünmez bir madde türüdür. Kütlesi vardır, ancak görülemez ve sıradan madde ile etkileşime girmez.

Ne kadar karanlık madde var?

Standart kozmoloji modelimize göre, karanlık madde Evrendeki tüm maddenin yüzde 85’ini ve Evrenin toplam kütle enerjisinin yüzde 27’sini oluşturur.

Karanlık maddeyi kim keşfetti?

1933’te İsviçreli gökbilimci Fritz Zwicky, Koma Kümesi’ndeki galaksilerin hareketini inceleyerek içerdiği kütleyi tek tek galaksilerin yörünge hızlarıyla karşılaştırdı. Bulmayı umduğu şey, gökadaları kümenin merkezlerine çeken yerçekimi miktarının, yörüngelerinde ne kadar hızlı olduklarını açıklayacağıydı.

Güneş’in yanından geçen bir kuyruklu yıldız hayal edin. Kuyruklu yıldızın yolunun Güneş’e doğru ne kadar büküleceği iki şeye bağlıdır: ne kadar hızlı hareket ettiği ve Güneş’in yerçekiminin gücü. Yerçekimi yeterince güçlüyse, kuyruklu yıldız bir yörüngede sıkışıp kalacak; değilse veya çok hızlı hareket ediyorsa, kuyruklu yıldız uzaya fırlayacaktır.

Zwicky’nin bulduğu şey, kümenin dış kenarlarındaki galaksilerin, yerçekiminin onları bir yörüngede tutamayacağı kadar hızlı hareket etmeleriydi. Peki onları orada tutan ne olabilir?

Kümedeki gökadaların sayısını ve parlaklığını tahmin etmek, Zwicky’ye yerçekimini hesaplamak için kullandığı kütlenin yaklaşık bir değerini verdi. Tahmini çok küçük olduğu için, göremediği bir kütle olması gerektiğini teorileştirdi. Buna ‘Dunkle Materie’ veya ‘Karanlık Madde‘ adını verdi.

Bu karanlık maddenin bazı garip özellikleri olması gerekirdi. Kütlesi olduğu için yerçekimi kuvveti vardır. Ama onu göremiyoruz, bu da ışığı yaymadığı veya yansıtmadığı anlamına geliyor.

Karanlık madde için başka hangi kanıtlar var?

Çarpışan iki gökada kümesi. Sağ taraftaki ‘The Bullet Cluster’ yani Mermi Kümesidir.

Yukarıdaki görselde, Dünya’dan yaklaşık 3,8 milyar ışık yılı uzaklıkta bulunan bir çift çarpışan gökada kümesini görmekteyiz. The Bullet Cluster olarak bilinen ikisinden küçüğü, daha büyük olanın içinden geçiyor.

Yukarıdaki görselde, kümeleri oluşturan gökadalar turuncu ve beyaz, kümelerin X-ışınları yayan sıcak gazı pembe ile gösterilmiştir. Bunlar galaksi kümelerindeki normal maddeyi oluşturur.

Görüntünün dış kenarlarındaki mavi alanları, kümelerdeki kütlenin çoğunluğunu oluşturur. Bu kütle, yerçekimi merceklenmesi olarak bilinen bir etki sayesinde tespit edildi.

Einstein’ın Genel Görelilik kuramı bize uzay-zamanın kendisinin kütle tarafından çarpıtıldığını söyler ki bu da yerçekimi olarak gördüğümüz bir etkidir. Evrendeki her şey ondan etkilenir, ışık bile. Yani maddenin kendisini göremesek bile, ışığın varlığında nasıl büküldüğünü görebiliriz.

Yani, bu çarpışan kümelerdeki maddenin çoğu ne galaksiler ne de sıcak gazlardır, ancak göremediğimiz kütlesi olan bir şeydir.

The Bullet Cluster, bize karanlık maddenin başka bir yönü hakkında fikir veriyor. Karanlık madde, çarpışmanın ardından sıcak gazdan çok daha fazla yol kat etti ve şimdi kümenin eteklerinde. Sıcak gaz, çarpışma sırasında hava direnci gibi bir sürükleme kuvveti hissederken, karanlık madde hissetmedi. Bu, yerçekimi olmadığı sürece, kendisiyle veya normal maddeyle etkileşime girmediği anlamına gelir.

Karanlık madde neyden yapılmıştır?

Adına rağmen basitçe ölü yıldızlar, gaz ve tozdan oluşamaz. Big Bang’in kimyasal olarak bizim gördüğümüze benzer bir evren üretmesini sağlamak için karanlık madde standart atomik parçacıklardan daha egzotik bir şeyden oluşmalıdır .

Bu tür gözlemsel kısıtlamalar, teorisyenleri karanlık madde için bir avuç adaya odaklanmaya zorladı.

Ana rakipler arasında, varlığı, doğanın tüm temel kuvvetlerini ve parçacıklarını birleştirmeyi amaçlayan teoriler tarafından tahmin edilen zayıf etkileşimli kütleli parçacıklar (‘WIMP’ler’) ve gravitinler ve atom çekirdeğinin nasıl tutulduğuna dair teoriler tarafından var olduğu tahmin edilen eksenler bulunur. birlikte. Şu anda Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda devam eden deneyler yakında gerçeği ortaya çıkarabilir. – Alexandra Franklin-Cheung

 

KAYNAKÇA & İLERİ OKUMA

ÇEVİRİ | SCIENCE FOCUS

BAŞLIK GÖRSELİ | NASA

ÇARPIŞAN İKİ GÖKADA GÖRSELİ | NASA

Karanlık Madde Nedir? Read More »

Big Bang Ve Bilmen Gerekenler

[Science Focus yazısından çevrilmiş ve düzenlenmiştir.]
Tarih: 05.05.2021
Yazar: Fuat Bayrakçı
Ortalama Okuma Süresi: 6 dakika

Big Bang’in kanıtı nedir?

Evren sonsuza kadar var olmadı. Bir başlangıcı var. Yaklaşık 13.82 milyar yıl önce madde, enerji, uzay ve zaman Big Bang denen bir ateş topunun içinde patlak verdi. Zamanla genişledi ve soğuyan enkazdan donmuş galaksiler (Samanyolu’nun yaklaşık iki trilyondan biri olduğu yıldız adaları) meydana geldi. Bu, Big Bang teorisidir.

Yoktan var olan bir evren o kadar çılgın ki, bilim adamlarının bu fikri tekmelemeye ve çığlık atmaya sürüklenmesi gerekiyordu. Ancak kanıtlar ikna edici. Galaksiler, kozmik şarapnel parçaları gibi savruluyor. Ve Big Bang’in sıcağı hala çevremizde. Kozmik genişlemeyle büyük ölçüde soğutulan bu “son parıltı”, görünür ışık olarak değil, temelde mikrodalga radyasyonu olarak görünür.

Radyo gökbilimciler tarafından 1965’te keşfedilen “kozmik arka plan radyasyonu”.

Big Bang nerede oldu?

Bir dinamit çubuğu patladığında, patlama tek bir yerde meydana gelir ve şarapnel boşluğa uçar. Big Bang’de merkez yoktu ve önceden var olan boşluk yoktu, bu yüzden herhangi bir ‘yerde’ olmadı. Uzayın kendisi ortaya çıktı ve aynı anda her yerde genişlemeye başladı.

Big Bang teorisinin sorunları nelerdir?

Temel fikir (Evrenin sıcak ve yoğun başladığı ve o zamandan beri genişleyip soğuduğu) tartışılmaz. Ancak kozmologlar, belirli gözlemleri hesaba katmak için teori üzerinde ince ayarlar yapmak zorunda kaldılar.

İlk olarak, standart Big Bang modelinde, galaksiler maddeyi kütleçekimsel olarak çekerek büyürler. Ama eğer olan tek şey bu olsaydı, oluşmaları 13,82 milyar yıldan çok daha uzun sürerdi. Gökbilimciler bunu, görünür yıldızların ve galaksilerin, fazladan yerçekimi galaksi oluşumunu hızlandıran görünmez ‘karanlık madde’ tarafından altı kat daha ağır bastığını varsayarak düzeltiyorlar.

İkincisi, temel Büyük Patlama, galaksiler arasındaki çekim kuvvetinin, kozmik genişlemeyi yavaşlatan elastik bir ağ gibi davrandığını öngörüyor. Ancak 1998’de gökbilimciler, Evren’in genişlemesinin hızlandığını keşfettiler. Bunu, görünmez olan, alanı dolduran ve itici yerçekimine sahip olan ‘karanlık enerji’nin varlığını varsayarak düzeltirler.

Evrenin neden her yerde aynı sıcaklığa sahip olduğunu açıklamak için temel teoriye son bir ince ayar yapılması gerekiyor. Bunu hesaba katmak için gökbilimciler, Evren’in erken dönemde beklenenden daha küçük olduğunu, ardından ilk bölünmüş saniyesinde süper hızlı bir genişleme – bir ‘enflasyon’ geçirdiğini düşünüyor. Bu, bugün uzayda var olan boşluğun yüksek enerjili bir versiyonu olan “şişirici vakum” tarafından yönlendirildi.

Çoklu evrenler Okyanusu İlistrasyonu
Çoklu Evrenler Okyanusu İlistrasyonu

Big Bang’den önce ne oldu?

Modern fiziğin ikiz sütunları, Einstein’ın Genel Görelilik ve kuantum teorisidir. İlki büyük ölçekli Evrende hüküm sürerken, ikincisi atomların ve bileşenlerinin küçük ölçekli dünyasını yönetir. Bir birleşmeye direndiler, bu bir problem çünkü Büyük Patlama’da Evren küçüktü.

Nasıl ortaya çıktığını anlamak için, Einstein’ın teorisini kuantum teorisi ile birleştirmek şarttır. En iyi aday, gerçekliğin temel yapı taşlarını 10 boyutlu uzay-zamanda titreşen minik kütle-enerji dizileri olarak gören ‘sicim teorisidir’. Ancak böyle bir teori elde edersek nihai soruları yanıtlayabiliriz: Uzay nedir? Saat kaç? Evren nedir? Ve nereden geldi?

 

KAYNAKÇA & İLERİ OKUMA

ÇEVİRİ | SCIENCE FOCUS

BAŞLIK GÖRSELİ | NBC NEWS

kOZMİK ARKAPLAN RADYASYONU GÖRSELİ | SCIENCE FOCUS

ÇOKKLU EVRENLER GÖRSELİ | SCIENCE FOCUS

Big Bang Ve Bilmen Gerekenler Read More »

Anti Madde Yıldızlar Galaksimizde Gizleniyor Olabilir

[New Atlas yazısından çevrilmiş ve düzenlenmiştir]
Tarih: 04.05.2021
Yazar: Süleyman Mansuroğlu
Ortalama Okuma Süresi: 6 dakika

Anti madde, normal maddenin garip, şeytani ikizidir ve çoğunlukla evrenimizden sürüldüğü düşünülmektedir. Fakat yine de yıldızlar gibi büyük kümeler halinde gizleniyor olabilirler mi?

Gökbilimciler şimdi bu “anti-yıldızların” kanıtı olabilecek birkaç sinyal tanımladılar ve bunlardan kaçının kendi galaksimizde saklanıyor olabileceğini hesapladılar.

Bilim kurgu gibi görünse de anti madde gerçektir. Basitçe tanımlamak gerekirse, zıt yüke sahip olması dışında olağan madde ile tamamen aynıdır. Bunun anlamı madde ve anti madde parçacıkları karşılaştığında, her ikisinin bir enerji patlamasıyla birbirini imha ettiği anlamına gelir.

En çok kabul gören evren modellerine göre, madde ve anti madde Büyük Patlama ’da oluşmuş olmalı. Ancak, bugün madde kozmosa hakim görünüyor. Anti madde yalnızca eser miktarda, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı gibi aletlerde veya doğal süreçte; şimşek, kasırgalar, kozmik ışın etkileşimleri, radyoaktif bozunma veya nötron yıldızları ve kara deliklerden plazma jetleri ile üretilir.

Peki tüm anti madde nereye gitti? Görünüşe göre normal maddeyle temastan neredeyse tamamen silindi. Ama belki de madde – anti madde oranı sandığımız kadar çarpık değildi. Teorik olarak, yakınlarda onu yok edecek normal bir madde olmadığı sürece, anti maddenin yıldızları ve galaksileri ve hatta yaşamı oluşturmaması için hiçbir neden yoktur. Bu ilgi çekici bir olasılık ancak doğrulanması son derece zor. Sonuçta anti-yıldızlar da tıpkı normal olanlar gibi parlayacaktı.

Anti madde kendini farklı şekillerde de gösterebilir. Uzayda, normal maddeden tamamen yoksun bir bölgede anti-yıldızların oluşması oldukça zor olacağından, bilim insanları imkân dahilinde başıboş dolaşan anti maddenin normal maddeyle karşılaşmasından açığa çıkacak gama ışınlarını yakalayarak tespit edebilirler.

Samanyolu üzerinde yer alan yıldız karşıtı gama ışını sinyallerinin konumlarını gösteren görsel.

Gökbilimcilerin de yeni bir çalışmada aradığı şey de işte bu. Ekip, Fermi Uzay Teleskobundan alınan 10 yıllık verilerden, anti-yıldızlardan gelmiş olabilecek 5787 gama ışını analiz etti. Uzayda birçok nesne gama ışınları yayıyor, bu nedenle araştırmacılar o tek bir noktadan gelen gama ışınlarına odaklandılar ve o ışınlar madde – anti madde yok oluşundan beklenene benzer bir ışık spektrumuna sahipti.

Binlerce veri arasından aradıklarına uyan 14 tanesi vardı. Tabi bulunanların anti-yıldız olduklarına kesin bir kanıt değil. Ekip, pulsarlar veya kara delikler gibi daha iyi bilinen gama ışını yayıcıları olma ihtimalinin çok daha yüksek olduğunu kabul ediyor. Ama en azından olasılık var.

Ekip buradan yola çıkarak galaksimizde makul derecede kaç tane anti-yıldız olabileceğine dair bir tahmin elde etti. Eğer anti-yıldızlar normal yıldızlar gibi dağılmışsa ve yükleri dışında herhangi bir farklılıkları yoksa (bunun üzerine çalışmalar hala sürüyor) o zaman gördüğümüz her 300000 yıldızdan birinin anti-yıldız olduğunu keşfettiler.

Bu gerçekten ilgi çekici bir fikir ve daha fazla kanıt için çok çalışılması gerekecek.

 

KAYNAKÇA & İLERİ OKUMA

Çeviri | NewAtlas

Başlık Görseli | ESA

GAMA IŞIN KONUMLARI GÖRSELİ | IRAP

Anti Madde Yıldızlar Galaksimizde Gizleniyor Olabilir Read More »

Scroll to Top