Dünyadaki En Hızlı Şey Nedir

Fırlatılan bir uzay aracı, pistte hızla ilerleyen bir yarış arabası, avına doğru hızla koşan bir çita... Gezegenimiz yüksek hızda gerçekleşen olaylarla dolu.

Ama Dünya'daki en hızlı şey nedir? Cevap, "şey" ve "Dünya'daki" kelimelerini nasıl tanımladığınıza bağlı. Ve en büyük adaylar olan nötrinolar ve fotonlar ise gözle görülemez.

En bariz cevap ışık gibi görünüyor. Boşlukta ışık saniyede yaklaşık 186.000 mil (saniyede 300.000 kilometre) yol alır. Evrende bildiğimiz hiçbir şey bu hızı aşamaz.

Yine de ışık bir şey midir? Fizikçiler bu konuda tam olarak hemfikir değiller. Bazıları hayır diyor, çünkü ışığın kütlesi yok. Diğerleri evet diyor- kuantum mekaniğinin tuhaflıkları nedeniyle ışık aynı anda hem bir dalga hem de bir parçacıktır. Ve çoğu fizikçi parçacıkların bir şey olduğu konusunda hemfikirdir.

Utah Üniversitesi'nde fizikçi olan John Matthews'a göre, uzay boşluğunda foton adı verilen bu parçacıklar en hızlı şeylerdir.

Dünya'nın aşağısında, bir vakum odasında değilseniz durum biraz daha karmaşıklaşır. Bir foton Dünya'nın atmosferine girdiğinde biraz yavaşlar. Ve sonra, doğru koşullar altında, bazı rekabetlere girebilir. Matthews Live Science'a yaptığı açıklamada, bunun nedeninin tüm parçacıkların atmosfer tarafından fotonlar gibi yavaşlatılmaması olduğunu söyledi.

Matthews, uzaydan Dünya'ya yağan atom altı parçacık yağmurları olan ultra yüksek enerjili kozmik ışınlardan kaynaklanan çok hızlı birkaç parçacık tespit eden bir ekibin parçası. Oh-My-God parçacığı olarak adlandırılan bu parçacıklardan biri, 1991 yılında meslektaşları tarafından henüz tespit edilmemiş olan en yüksek enerjili kozmik ışından tespit edildi.

Bu gibi parçacıklar boşlukta ışık hızına son derece yakın bir şekilde hareket etmeye başlarlar. Ancak Dünya'nın atmosferine çarptıklarında, "doğaları gereği, ilerlemeye devam ediyorlar" dedi Matthews. "Yani atmosferde ışık hızını aşıyorlar."

Bu da Oh-My-God parçacıklarını Dünya'da kütlesi olan en hızlı şeyler arasına sokuyor ama en tepede değiller. Wisconsin-Madison Üniversitesi'nde parçacık fizikçisi olan Justin Vandenbroucke'a göre bu ödülü nötrino alıyor.

Oh-My-God parçacığı muhtemelen bir proton ya da en azından proton benzeri- atom altı parçacıklar ölçeğinde oldukça büyük. Bir nötrinonun kütlesi bir protonunkinden en az 10 milyar kat daha küçüktür, bu nedenle temel fizik yasaları sayesinde, aynı miktarda enerji verildiğinde daha da hızlı hareket edebilir.

Ancak nötrinolar teoride çok hızlı hareket edebilirken, pratikte onları tespit etmek oldukça zor. Live Science'a konuşan Vandenbroucke, "Nötrinolar utangaçlıklarıyla ünlüdür" dedi.

Güney Kutbu'nda yapılan ve IceCube adı verilen uzun vadeli bir deneyde fizikçiler, yüksek enerjili nötrinoları bulmayı umarak 0,2 mil küp (1 kilometreküp) buz parçasının içine dedektörler yerleştirdiler. Buzun içinde, yeterli enerjiye sahip bir nötrino ışıktan daha hızlı hareket edebilir. Bu yüksek enerjili nötrino buzdaki bir atomun çekirdeği ile çarpıştığında, yine ışıktan daha hızlı hareket eden yüklü atom altı parçacıklar üretebilir. Bu hızlı parçacıklar Cherenkov radyasyonu olarak bilinen bir ışık parlaması yayarak nötrinoyu dolaylı olarak tespit edilebilir hale getirir.

Ve 2016 yılında IceCube bilim insanları şimdiye kadar dikkatle değerlendirilen en yüksek enerjili nötrinoyu tespit etti.

Los Alamos Ulusal Laboratuvarı'nda fizikçi olan Bill Louis Live Science'a yaptığı açıklamada, "Bildiğimiz kadarıyla bunlar şimdiye kadar görülen en hızlı parçacıklar" dedi. Kütlesi olan hiçbir parçacık vakumdaki ışık hızına ulaşamaz, ancak çok hafifse ve çok fazla enerjiye sahipse çok yaklaşabilir.

Ne kadar yaklaşabilir? Hızları düz tutmak için Vandenbroucke 9'lar cinsinden düşünmeyi seviyor. Işık hızının %99,99'unda hareket eden bir şeyin dört tane 9'u olur. Vandenbroucke, 2016'da tespit edilen süper hızlı nötrinonun 33 9'a sahip olacağını söyledi. Ve Oh-My-God parçacığı, hesaplamalarına göre 20 ila 24 9 arasında bir yere sahip olacaktı. Bu parçacık daha fazla enerjiye sahipti, ama aynı zamanda çok daha büyüktü.

Karşılaştırma yapmak gerekirse, CERN'in Büyük Hadron Çarpıştırıcısı gibi insan yapımı parçacık hızlandırıcılarında parçacıkların ulaştığı en yüksek hızlar sadece yedi 9'a sahip olacaktır.

Bu arada Vandenbroucke, bu rekor kıran süper hızlı parçacıkların "evrende doğal olarak oluşan parçacık hızlandırıcıları tarafından üretildiğini" söyledi. "Nasıl çalıştıklarını bilmiyoruz ama bu size doğanın insanlara kıyasla ne kadar muhteşem olduğunu gösteriyor."

Bu yazı LIVESCIENCE’ de yayınlanmıştır.