 |
| Büyük Hadron Çarpıştırıcısı üzerinde bulunan LHCb deneyi. |
İnsanoğlunun içinde yaşadığı evreni anlamak için inşaa etmiş olduğu Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi (CERN)'de yapılan çalışmalar ile her geçen gün bilim adamlarının geliştirmiş oldukları teorilere ve aklındaki sorulara cevap vermektedir. Günümüzde CERN laboratuvarı on binlerce çalışanı ile maddenin en temel yapı taşının arandığı bir laboratuvar ve şu an için en önemli merkezlerden birisidir. Daha önce Higgs parçacığının keşfi ile insanlığı heyecanlandıran CERN laboratuvarı yine bir Temmuz ayında büyük hadron carpıştırıcısının daha yeni ikinci faz evresine başladığı bir zamanda LHCb kolaborasyonu tarafından yeni bir parçacığın keşfedildiği duyuruldu. LHCb deneyi LHC halkası üzerinde yeni fizik modellerinin test edildiği ATLAS ve CMS deneyleri ile birlikte, özellikle b-kuark ve b-kuark içeren ekzotik parçacıkların özelliklerini araştırmak üzere inşa edilmiş bir deneydir. Yapılan duyuruya göre maddenin en temel yapıtaşlarından biri olan kuarkların ikili yada üçlü oldukları durumların yerine ilk defa beşinin bir araya gelmesi ile oluşan bir parçacığın keşfedildiği duyurulmuştur. Nede olsa bilim adamları arada bir yeni parçacıkları keşfettiklerini duyuruyorlar, bu keşif öncekilere göre neden önemlidir?
 |
| Standart Model içinde bulunan parçacıklar. Evrenin tamamı bu parçacıklardan oluştuğu düşünülmektedir. |
Günümüzde son bilinen açıklamalara göre evrende maddeler atomlardan meydana gelmektedir, bu atomlar merkezinde proton ve nötronlar, etraflarında sürekli olarak belli yörüngelerde dolaşan elektronlardan oluşmaktadır. Merkezde bulunan protonlar ve nötronlar kuark adı verilen daha küçük yapıtaşlarından meydana gelmektedirler. Henüz kuarkların yada elektronların daha küçük bir iç yapısı olduklarına dair bir deneysel sonuç elde edilebilmiş değildir fakat bu başka bir araştırma konusudur. Deneysel çalışmalar ile ispatlandığı üzere kuarklar 6 farklı çeşniye (türe) sahiplerdir, bunlara yukarı, aşağı, garip, süslü, alt ve üst adı verilmektedir. Yukarı ve aşağı kuarkların üçlü kombinasyonu nötron ve protonu oluşturmaktadırlar. Kuark çeşnileri arasında bu üst ve alt kuark tipleri düşük kütleye sahiptir ve yüksek enerjili çarpışmalarda ortaya çıkan diğer kuark çeşnileri kısa ömre sahip olup hızlıca üst ve alt kuarka bozunmaktadırlar. Şimdiye kadar yapılan yüksek enerjili çarpıştırma deneyleri ya da kozmik ışınlara ait verilerde bu kuarklar sadece ikili (mezon) yada üçlü yapıda (baryon) bir araya geldikleri haller gözlemlenebilmiştir. CERN'deki LHCb deneyi tarafından yapılan bu duyuruda ilk defa beş adet kuarktan (dört adet kuark ve bir anti kuark) oluşan bir parçacığın gözlemlendiği duyurulmuştur. Her ne kadar daha önceden kuarkların beşli yapıda bir araya gelebileceklerine dair teorik çalışmalar bulunsada, her zaman olduğu gibi teorik çalışmaların sahip olduğu öngörülerin doğru olup olmadı ancak deneysel sonuçlar ile anlaşılabilmektedir. Günümüzde parçacıklar dünyasını ve aralarındaki etkileşmeleri, evreni oluşturan en küçük bölünemeyen yapıtaşını ve özelliklerini ifade eden sayısız teori ve model bulunmaktadır. LHC halkası üzerinde bulunan deneylerin yardımı ile her gün evrenin işleyişini ve kurallarını gözlemleyip teorik modellere ait sonuçları sınayarak evreni ifade eden nihai kural ve yasalara daha da yaklaşıyoruz. |
| Pentakuark, beş adet kuarkın bir araya gelmesi ile oluşan bir sistem (sol) yada bir mezon ve baryon'un zayıf bağlı molekül şeklinde bir araya gelmiş haline ait temsili resim. |
Kuraklar, ilk olarak Nobel ödüllü fizikçi Gell-Mann tarafından, yapılan yüksek enerjili çarpıştırma deneylerinde ortaya çıkan bir çok parçacığın aslında kuark adı verilen daha küçük parçacıklardan meydana geldiklerini açıklamak için ortaya atılmışlardır. Gell-Mann daha o günlerde proton ve nötron gibi kimyasal elementleri oluşturan parçacıkların kuarklardan oluştuğunu ve üçlü kombinasyonların yanında beşli kuark sistemlerinden meydana gelen maddelerin de yapılabileceğini ortay atmıştı.
LHCb deneyi tarafından bulunan penta kuark parçacığı iki adet üst kuark, bir adet alt kuark ve anti süslü kuarkdan oluşmaktadır. Fizikçiler halen daha bu beşli kuark sisteminin nasıl bağlandığını bilmiyorlar, kimyasal elementlerin merkezinde bulunan çekirdekteki proton ve nötronların birbirine bağlanması kuarklar arasındaki güçlü nükleer kuvvetin doğrudan değilde dolaylı şekilde hissetmesi sebebi ile olduğu gibi beşli kuark sistemi zayıf bağlı bir mezon ve baryon molekülü şeklinde olabilir. Bilim adamları şu an bunu daha ayrıntılı şekilde araştırmayı planlıyorlar.
Bilim adamları bu keşfin içinde yaşadığımız dünyayı ve kendisini oluşturan maddelerin temel yapı taşının daha iyi anlaşılmasında ve nasıl oluştukları hakkında ışık olabileceğini, bunun yanında kuarkların bir arada tutarak ikili, üçlü ve son keşfe göre beşli yapıda bulunmalarını sağlaya güçlü nükleer kuvvetin daha iyi anlaşılmasında önemli olacağını düşünüyorlar. Buna ek olarak, mevcut teorilere göre çok büyük yıldızlar kendi içlerine çökerken pentakuarkların oluştuğunu öngörmekteler, pentakuarklar hakkındaki bu çalışma nötron yıldızları hakkında önemli ipuçları ortaya çıkarabilir.
Bilim adamları bu keşfin içinde yaşadığımız dünyayı ve kendisini oluşturan maddelerin temel yapı taşının daha iyi anlaşılmasında ve nasıl oluştukları hakkında ışık olabileceğini, bunun yanında kuarkların bir arada tutarak ikili, üçlü ve son keşfe göre beşli yapıda bulunmalarını sağlaya güçlü nükleer kuvvetin daha iyi anlaşılmasında önemli olacağını düşünüyorlar. Buna ek olarak, mevcut teorilere göre çok büyük yıldızlar kendi içlerine çökerken pentakuarkların oluştuğunu öngörmekteler, pentakuarklar hakkındaki bu çalışma nötron yıldızları hakkında önemli ipuçları ortaya çıkarabilir.
No comments:
Post a Comment