Gizemli Gökada Sinyali Karanlık Madde Habercisi Olabilir

Fizikteki en tartışmalı gözlemlerden biri, gizemli bir biçimde Samanyolu’nun merkezinden gelen yüksek enerjili foton fazlalığıdır. Artık bunu açıklamaya yaklaşmışa benziyoruz. Şöyle ki, son anal..
Görsel Telif:

Fizikteki en tartışmalı gözlemlerden biri, gizemli bir biçimde Samanyolu’nun merkezinden gelen yüksek enerjili foton fazlalığıdır. Artık bunu açıklamaya yaklaşmışa benziyoruz. Şöyle ki, son analizler bu sinyalin Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda (Large Hadron Collider – LHC) algılanabilecek ölçüde kütleye sahip bir karanlık madde parçacığından geliyor olabileceğini gösteriyor.

İsviçre’nin Cenevre kentinde bulunan CERN parçacık fiziği laboratuvarında kurulu olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (BHÇ), iki yıl süren yükseltme ve bakımın ardından yeniden çalışmaya başlıyor. Orada bulunan fizikçiler, çarpıştırıcının bu çalışmasında en büyük hedeflerinin söz konusu karanlık madde parçacığını yakalamak olduğunu belirtiyorlar.

Eğer parçacık algılanırsa, gökada merkezinden gelen gama ışınlarının kaynağı açıklık kazanacak. Yanısıra, evrendeki tüm maddenin yaklaşık %85’i olan karanlık maddenin doğasına ilişkin bilgi edineceğiz. Standart modelin genişletilmesi ve süpersimetriye kanıt teşkil etmesi bakımlarından da keşif çok önemli olacak.

Hooperon giderek ağırlaştı

Fermilab fizikçilerinden Dan Hooper bunun şimdiye dek önerilenler arasında en umut vaad eden gökada merkezi açıklaması olduğunu söylüyor. Buna yakın bir kaç tane daha fikir olduğunu da ekliyor. 2009 yılında Hooper ve o zamanlar New York Üniversitesi‘nde lisansüstü öğrenci olan Lisa Goodenough NASA’nın Fermi Gama Işın Uzay Teleskobu ile sinyali ilk saptayanlar olmuştu. Grafikteki çıkıntının karanlık maddenin imzası olduğunu ileri sürmüşlerdi. Çarpışan iki karanlık madde parçacığı birbirlerini yok ediyor olmalıydı; tıpkı normal madde-antimadde çiftlerinde olduğu gibi. Yok olma, bir dizi kısa ömürlü parçacık üretiyor ve bunlar da en sonunda gama ışını üretiyorlardı.

Ancak önerilen parçacık (hooperon veya gooperon gibi isimlerle anılıyor) kısa sürede fizikçilerin en sevdiği süpersimetri versiyonu ile sorun çıkardı. Her ne kadar en küçük süpersimetrik standart model (minimal supersymmetric standard model – MSSM) karanlık madde parçacıklarının hooperon için öngörülen kütle (25-30 gigaelektronvolt) civarında olmasına izin veriyorsa da, çok sayıda deney parçacığın daha da ağır olması gerektiği yönündeydi. Hooperonları içerebilmesi için MSSM modifiye edilmeliydi; hem de pek çok fizikçiyi rahatsız edecek ölçüde. “Aslında tamamen yeni bir kuram gerekiyordu,” diyor Hollanda Radboud Üniversitesi‘nden fizikçi Sascha Caron.

Kuşkucular, Fermi verilerinde göze çarpan gama ışın fazlalığının daha anlaşılabilir bir açıklaması olduğuna inanıyordu; nötron yıldızlarından ya da patlayan yıldızların kalıntılarından yayımlanıyor olması gibi. Ama 2014 yılının sonlarına doğru, Fermi verilerindeki tümseğe uymak için karanlık madde parçacıklarının hesaplanan kütlelerinin pek düşük kalıdığı ortaya çıktı. Fermi ekip liderlerinden Simona Murgia, gama ışın fazlalığının açıklanabilmesi için 200 GeV dolaylarında bir parçacık gerektiğini belirtiyor.

Hooperon nötralino olabilir

Tüm bu veriler ve düşünceler ışığında Caron ile takım arkadaşları MSSM kuramının öngörülerini yeniden hesaplayarak, fazlalık için bir başka açıklama buldu: Nötralino adlı önceden önerilmiş bir karanlık madde adayı. Nötralino önceki deneylerde saptanamayacak denli ağırdı; BHÇ’nin ikinci çalıştırılmasında üretilebilecek kadar da hafif.

Caron’un modeli ayrıca Büyük Patlama sırasında yaratılan karanlık madde miktarına ilişkin bir tahmin de yapıyor. Tahmin, Avrupa Uzay Ajansı’nın Planck uydusu tarafından elde edilen evrensel mikrodalga arka alan ışınımına ilişkin gözlemlerle uyumlu çıktı. Caron bunun bir tesadüf olamayacağını vurguluyor.

Caron’un ekibi Fermi çıkıntısını yeni tahminler ışığında çözümleyen tek takım değil. Benzer fakat daha az ayrıntılı hesaplamalar Fermilab fizikçisi Partick Fox ve meslektaşları tarafından da geçtiğimiz Kasım ayında açıklanmıştı[Makale]. Fox’un ekibi de Fermi gama ışınlarının nedeninin nötralino olabileceğini söylemişti. Ayrıca Stockholm’de bulunan Nordic Kuramsal Fizik Enstitüsü Nordita‘nın direktörü Katherine Freese ve ekibi de gama ışın fazlalılığının bir tür karanlık madde kaynaklı olduğunu açıklamıştı.

BHÇ dedektörlerinden (varlayıcı/ algıç) CMS grubu fizikçisi Albert De Roeck nötralinonun BHÇ’de üretilebilir olmasından başka, Dünya’nın içinden geçmeye kalkışan karanlık madde parçacıklarını yakalamayı amaçlayan gelecek nesil yeraltı deneylerinin de menzilinde olabileceğini söylüyor. Dediğine göre böyle bir parçacık gama ışınlarının kaynağı ise karanlık madde sinyallerini çok yakında yakalayabilir duruma geleceğiz ve onu gözlemleyeceğiz.

[su_youtube url=”https://www.youtube.com/watch?v=WQZ0ElLgZ1c” width=”740″ height=”540″]https://www.youtube.com/watch?v=vqdaViE8odM[/su_youtube]


Kaynak: Nature.com “Mysterious galactic signal points LHC to dark matter” <http://www.nature.com/news/mysterious-galactic-signal-points-lhc-to-dark-matter-1.17485?WT.mc_id=TWT_NatureNews>


Etiket
  • Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
  • Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
  • Destek Ol
Yorum Yap (0 )

Yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız.

Bunlar da ilginizi çekebilir

Bağış Yap, Destek Ol!
Projelerimizde bize destek olmak isterseniz,
Patreon üzerinden
bütçenizi zorlamayacak şekilde aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsiniz.
E-Bülten Üyeliği
Duyurulardan e-posta ile
haberdar olmak istiyorum.
Reklam Reklam Ver
Arşiv