CERN’den Gelen Yeni Sonuçlar Standart Model’deki En Büyük Boşlukları Doldurabilir

Büyük Patlama sonucu ortaya çıkan eşit miktardaki madde ve anti madde birbirini yok etmiş olmalıydı ve sonucunda da evrenimiz hiç var olmamalıydı. Ancak biz ve evrenimiz yine de varız. CERN’de bulunan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’ndan (LHC) gelen yeni sonuçlar varlığımızın paradoksunu açıklayabilir.

Fizik yasaları, evrendeki her bir parçacığın kendisine tamamen eşit ve karşıt bir parçacığı olduğunu öne sürüyor. Evrendeki her bir negatif yüklü elektron için, pozitif yüklü bir pozitron vardır. Her bir hidrojen atomu için, anti-hidrojen atomu da vardır. Eğer bir parçacık, bir anti parçacığı ile çarpışırsa birbirlerini yok eder ve ışık formunda enerji açığa çıkarır.

Standart Model, Büyük Patlama sonucu eşit miktarda baryon ve anti baryon ortaya çıktığını öngörür. Ancak bizim ulaştığımız sonuç, evrende baryonların sayısının anti baryonlardan çok daha fazla olduğudur.

Baryonlar çok önemli atom altı parçacıklardır, çünkü evrende maddenin ağırlığının çoğunu oluşturan proton ve nötronlar bu ailenin üyesidirler. Eğer Büyük Patlama sonucu eşit sayıda baryon ve anti baryon üretilseydi , birbirlerini yok edecekler ve evrende geriye yalnızca radyasyon kalacaktı.

Standart Model, baryon parçacıklarının yaratılmasında çok az bir asimetri olduğunu açıklayabilir. Ancak bugün evrenin her yerinde çok fazla baryon bulunmasının sebebini açıklayamaz.

Peki öyleyse bütün bu madde nasıl varlığını koruyor?

Evrendeki simetri ihlali, fizik yasalarının madde ve anti madde için farklı işlediğini gösterir. Fizikçiler ise bu yasaların nerede farklılaştığını bulmaya çalışıyorlar. Bu olağanüstü durum yük-parite ihlali veya CP (charge-parity) ihlali olarak bilinir.

Önceki araştırmalar CP ihlalinin mezonlarda meydana geldiğini kanıtladı, ancak evrendeki maddenin miktarını tahmin edebilmek için bu ihlali baryonlarda da bulmak zorundayız.

Yarım yüzyıldan daha fazla süredir, bilim adamları CP ihlalini baryonlarda da arıyor. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC) ile yapılan çalışmalar sonucunda bazı sonuçlar elde edildi.

Araştırmacı ekip, LHCb dedektörünü kullanarak büyük miktarda Λb0 baryonu ve onun anti maddesi olan Λb0-bar üretti. Her bir parçacığın bir proton ve pion olarak bilinen üç yüklü parçacığa bozunumunu gözlemlediler.

Ekip bu olayın çok nadir gerçekleştiğini ve ilk defa gözlemlendiğini açıkladı. ”LHC’de fazla sayıda üretilen bu baryonlar, bunun gibi 6000 bozunumun gözlemlenmesini sağladı.”

Bu parçacıkların bileşenlerine ayrılması oldukça önemli çünkü baryon ve anti baryonların herhangi bir özelliğinde gözlenen farklılık veya asimetri CP ihlalinin bir sonucudur. Araştırmacılar da tam olarak bu sonucu elde ettiler.

“LHCb dedektöründen elde edilen veri, Λb0 and Λb0-bar parçacıklarının bazı özelliklerinde %20 farklılık olduğunu açığa çıkardı.”

Modern fiziğin en önemli gizemlerinden birini çözmek üzere olabilirdik, ama yine de henüz bu noktaya gelemedik.

CERN, sonucun istatistiki anlamının 3.3 standart sapma seviyesinde olduğunu belirtti. İstatistiki anlam, testler sonucu elde edilen verilerin tesadüfi değil de gerçek bir etkiye bağlı olup olmadığının bir ölçüsüdür. CERN, sonucun bir tesadüf değil de buluş olması için bu sayının en az 5 olması gerektiğini söylüyor. Dolayısıyla henüz bir kesinlik yok.

Bu zamana kadar LHCb’nin baryon reaksiyonlarını gerçekleştirirken ne kadar başarılı olduğunu göz önünde bulundurursak, yeni sonuçların hipotezi destekleyip desteklemeyeceğini görmemiz an meselesi olur.

Chris Lee’nin Ars Technica’ya yaptığı açıklamaya göre bu sihirli 5 sayısından umudumuzu kesmememiz için geçerli sebepler var:

“Parçacık fiziğinde bir sonucun tesadüf olma ihtimali milyonda birden daha düşük olmadığı sürece hiçbir keşif tamamlanmamıştır. LHC’de üretilen bu sonuç ise henüz keşif olarak kabul edilemez çünkü bu değer binde bir seviyesindedir.

LHC’nin ürettiği veri oranında baryonlardaki asimetri kuramı ya hızlı bir şekilde güçlenecektir ya da tamamen tarihe karışacaktır. Ancak bu kuramın mezonlarda işleyişi tamamen doğrulanmıştır. Bu yüzden baryonlarda asimetri bulunmaması sonucu gerçekten tuhaf olurdu.”

Araştırmacılar, LHC’den elde edilen çok daha büyük ve yeni bir veri kümesini analiz etmekteler. Neyse ki, bulgularını görebilmek için uzun süre beklemek zorunda kalmayacağız.

Kaynak
Crew, B. New Results From CERN Could Fill One of the Biggest Gaps in the Standard Model of Physics.
http://www.sciencealert.com/new-results-from-cern-could-fill-one-of-the-biggest-gaps-in-the-standard-model-of-physics