Işığı Maddeye Dönüştürecek Deney Tasarlandı

Işığı maddeye dönüştürmek, kuramsal olarak olanaklıdır. Fakat uygulamada, “söylemesi kolay” demek bile yetersiz kalır. Sürecin kuramsallaştırılmasından 84 yıl sonra, bugün bazı araştırmacılar bunu yap..
Görsel Telif: iStock/Getty

Işığı maddeye dönüştürmek, kuramsal olarak olanaklıdır. Fakat uygulamada, “söylemesi kolay” demek bile yetersiz kalır. Sürecin kuramsallaştırılmasından 84 yıl sonra, bugün bazı araştırmacılar bunu yapabileceklerini düşünüyorlar ve deneye başlamak üzereler. Bu sürece “Breit-Wheeler süreci” adı veriliyor ve tüm iş E=mc2’de bitiyor.

Süreç, ilk olarak Gregory Breit ve John A. Wheeler adlarındaki iki fizikçi tarafından 1934 yılında kuramsallaştırıldı ve yayımlandı. Makalelerinde Breit ve Wheeler, eğer ışık parçacıkları olan iki fotonu çarpıştırırsanız, çarpışma sonucunda bir pozitron (elektronun karşı parçacığı) ve bir elektron elde edeceğinizi öne sürüyorlardı. Böylelikle ışıktan madde oluşturmuş olurdunuz.

Fakat bunu yapmak kolay değil. Hatta Breit ve Wheeler bunun imkansız olabileceğini, laboratuvar deneylerinde çift oluşumunu (yani parçacık-antiparçacık ikilisi oluşumunu) gözlemlemeyi denemenin umutsuz bir girişimden başka bir şey olamayacağını düşünüyorlardı. Çift oluşumu olayı, evrendeki tüm maddenin kökeni olsa da, bu işlemi kontrollü biçimde yapmak çok güç.

Günümüzde bilimciler bir nebze daha umutlu, fakat deney düzenekleri büyük kütleli ve yüksek enerjili parçacıkların eklenmesini de gerektiriyor; ancak bu durum henüz laboratuvarda gözlemlenebilmiş değil. Neyse ki Imperial London College araştırmacıları 2014 yılında, yüksek enerjili parçacıklara olan gereksinimi ortadan kaldırarak kendi deneylerini tasarladılar ve en sonunda deneylerini yapmaya hazırlar.

Bu deney, enerji ile kütle arasında bağıntı kuran, madde enerjiye dönüştürüldüğünde ne kadar enerji açığa çıkacağını söyleyen Einstein’ın ünlü denkleminin (E=mc2) doğrudan bir ispatı olabilir. Bu deneyde yapılacak olan ise, deneyi tersine çevirmek olacak; yani enerjiyi kütleye dönüştürmek: m=E/c2.

Ekibin foton-foton çarpıştırıcısı olarak isimlendirdiği deney düzeneği, fazlasıyla yüksek güçte iki lazer ışını içeren, yeni bir tür fizik deney düzeneği. Bu lazer ışınlarından birisi, görünür ışığın 1.000 katı kadar enerjiye sahipken, diğeri ise görünür ışığın 1.000.000 katı kadar enerjiye sahip. Bu lazerler birbirleriyle çarpışacak olan fotonları üretmek için kullanılacak.

Hedef haznenin içerisinde, yüksek enerjili fotonlar üretmek için elektronlar altın bir levhaya ateşleniyor. Ardından, termal radyasyon alanı oluşturmak için, ikinci bir yüksek enerji lazeri “hohlraum” adı verilen küçük bir altın tüpün içerisine doğru ateşleniyor. Ardından bu foton ışını hohlrauma doğru yönlendiriliyor ve iki ayrı kaynaktan gelen fotonlar çarpışıyor. Eğer işe yararsa, ekip bu çarpışmalar sonucu açığa çıkan yüklü pozitronları tespit etmeyi başaracak.

Fakat ekip, bu pozitronların arka plandaki süreçlerden dolayı açığa çıkmış olmadıklarından emin olmak için, verileri esaslıca incelemek zorunda kalacak. Eğer her şey yolunda giderse, deney sadece kendi adına heyecan verici olmakla kalmayacak, ayrıca evreni biraz daha anlamamıza yardımcı olacak.

Araştırmacı Stuart Mangles deney hakkında şu açıklamada bulunuyor: “Breit ve Wheeler bu mekanizmayı 1934’te ilk defa öne sürmelerinin ardından, bu kuramı ışıkla madde arasındaki etkileşmeye dair kuantum elektrodinamiğini açıklamak için kullandılar. Bugüne kadar kuantum elektrodinamiğinin diğer her öngörüsü deneysel olarak gösterilmiş olmasına rağmen, Breit-Wheeler süreci henüz gözlemlenememişti. Eğer bunu göstermeyi başarabilirsek, evrenin ilk 100 saniyesi içinde önemli olan ve ayrıca evrendeki en büyük patlamalar olan ve fiziğin en büyük çözülmemiş gizemlerinden olan gama ışını patlamalarında da görülen süreci tekrar canlandırmış olacağız.”

İşler beklendiği gibi gitmeyebilir, fakat yine de bu deney bilimdeki en heyecan verici şeylerden biri. Kimi zaman tüm olay, devasa bir dağınıklık meydana getirmek için bir şeyleri çarpıştırmak, neyin çalışmadığını görmek ve bir sonraki sefere daha iyisini yapmakla alakalıdır.

Kaynak ve İleri Okuma

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