California Irvine Üniversitesi’ndeki (UCI) teorik fizikçiler tarafından Physical Review Letters dergisinde yayımlanan bir makaleye göre, daha önceden bilinmeyen atom altı bir parçacığın keşfine dair son bulgular, doğadaki beşinci temel kuvvete dair bir kanıt olabilir.

Fizik ve astronomi profesörü Jonathan Feng şöyle anlatıyor: “Eğer bu doğruysa, gerçekten devrimsel bir nitelik taşıyor. Onlarca yıldır doğanın 4 tane temel kuvvetine dair bilgimiz vardı: Kütleçekim kuvveti, elektromanyetik kuvvet, güçlü ve zayıf nükleer kuvvetler. Eğer yapılacak deneylerle doğrulanırsa, olası bir beşinci kuvvetin keşfi, kuvvetlerin ve karanlık maddenin bütünleştirilmesiyle sonuçlanacak bir biçimde, evreni anlayışımızı tamamıyla değiştirebilir” diye anlatıyor.

UCI araştırmacıları, Macaristan Bilimler Akademisi’nde deneysel nükleer fizikçiler tarafından, görülemeyen ve fizikçilere göre evrenin kütlesinin yüzde 85’ini oluşturan karanlık maddenin bir işareti olan “karanlık foton”ların araştırıldığı 2015 yılının ortalarında yapılmış bir çalışmaya rastladı. Macar araştırmacıların yapmış olduğu bu çalışma, bir elektrondan sadece 30 kat daha ağır, hafif bir parçacığın varlığına işaret eden, radyoaktif bir bozunum anomalisini ortaya çıkardı.

“Deneyselciler bunun yeni bir kuvvet olduğunu iddia edebilecek durumda değillerdi. Gördükleri sadece yeni bir parçacığa işaret eden aşırı olaylar dizisiydi, fakat bunun madde parçacığı mı yoksa kuvvet taşıyıcı parçacık mı olduğu pek açık değildi” diye anlatıyor Feng.

UCI ekibi, Macar araştırmacıların verileriyle beraber, bu alandaki daha önceki çalışmaların verilerini de inceleyerek, kanıtların hem madde parçacığı, hem de karanlık foton iddialarını gözden düşürdüğünü gösterdi. Tüm mevcut verileri birleştiren yeni bir teori öne sürdüler ve beşinci temel kuvvetin olası keşfini tanımlamış oldular. İlk analizleri, Nisan 2016’nın sonlarında arXiv sunucuları üzerinde yayımlandı ve ilk makaledeki yorumlarını genişlettikleri ikinci bir makale de geçtiğimiz günlerde aynı site üzerinde yayımlandı.

UCI çalışması, parçacığın karanlık foton olmaktan ziyade, “protofobik X bozonu” denilen bir parçacık olabileceğini gösteriyor. Normal elektrik kuvveti elektronlar ve protonlar üzerinde etki ederken, bu yeni bulunan bozon fazlasıyla kısıtlı bir aralıkta sadece elektronlar ve nötronlarla etkileşime geçiyor. Çalışmanın ikinci yazarı, fizik ve astronomi profesörü olan Timothy Tait, “Gözlemlediğimiz parçacıkla aynı karakteristiğe sahip başka bir bozon yok. Bazen on sadece “X bozonu” diyoruz ki, buradaki “X” bilinmeyen anlamına geliyor.” diye anlatıyor.

Feng ileride yapılacak araştırmaların çok önemli olduğunu ifade ediyor ve ekliyor: “Bu parçacık ağır değil ve laboratuvarlar 50’li ve 60’lı yıllardan beri bu parçacığı oluşturacak yeterli enerjilere sahipler. Fakat bunu bulmanın ardındaki zorluğun esas nedeni, yaptığı etkileşimlerin fazlasıyla zayıf olması. Böyle söyüyoruz çünkü bu yeni parçacık çok hafif. Dünya genelinde küçük laboratuvarlarda çalışan ve başlangıçtaki iddiaları araştırabilecek pek çok deney grupları var, artık nereye bakmaları gerektiğini biliyorlar.”

Diğer pek çok bilimsel yenilikler gibi, bu da tamamıyla yeni bir araştırma alanı açıyor.

Bu alanlardan Feng’i heyecanlandıran bir tanesi, bu muhtemel beşinci kuvvetin elektromanyetik kuvvet, zayıf ve güçlü nükleer kuvvetlerle birleşerek, “daha büyük ve daha temel tek bir kuvvetin ortaya çıkarılması” olasılığı.

Fizikçilerin standart model anlayışına atıfta bulunarak, Feng belki de apayrı karanlık bir kesim ve ona ait kendi kuvvetleri ve maddeleri olduğuna dair varsayımlarda bulundu: “Bu iki kesimin birbirleriyle bir şekilde üstü örtülü fakat temel etkileşmelerle birbirleriyle iletişime ve etkileşime geçiyor olmaları muhtemel. Bu karanlık kesim, Macar araştırmacıların deneylerinin bir sonucu olarak gözlemlediğimi protofobik kuvvet ile kendini gösteriyor olabilir. Daha geniş bir anlamda, bu fikir karanlık maddenin doğasını anlamak için özgün çalışmamızla uyuşuyor.”

 

---

Kaynak:Phys.org, "Physicists confirm possible discovery of fifth force of nature"
< http://www.phys.org/news/2016-08-physicists-discovery-nature.html >

Referans: arXiv, "Particle Physics Models for the 17 MeV Anomaly in Beryllium Nuclear Decays"
< http://arxiv.org/abs/1608.03591 >

---