Çin Bilimler Akademisi Yüksek Enerji Fiziği Enstitüsü’nden araştırmacılar, görelilik teorisinin geçerliliğini en yüksek doğrulukla incelediler. Physical Review Letters’ın son sayısında yayınlanan “LHAASO Tarafından Gözlemlenen Ultra Yüksek Enerjili γ Işınlarından Lorentz Değişmezlik İhlalini Keşfetmek” başlıklı bu çalışma ile de duyuruldu. Yani bir başka yönden “Einstein’ın Görelilik Teorisi Yine Testten Geçti” diyebiliriz.
Einstein’ın görelilik kuramına göre, Evrendeki maddenin en hızlı hızı ışık hızıdır. Bu sınırın ihlal edilebilir olup olmadığı, Lorentz simetri kırılması veya Lorentz değişmezliği incelenerek test edilebilir.
“Çin, Sichuan eyaleti, Daocheng’de büyük ölçekli bir kozmik ışın deneyi olan Büyük Yüksek İrtifa Hava Duşu Gözlemevi (LHAASO) tarafından gözlemlenen dünyanın en yüksek enerjili gama ışınlarını kullanarak Lorentz simetrisini test edildi.
Sonuçta Einstein’ın göreli uzay-zaman simetrisinin geçerliliğini bir kez daha doğrulanmış oluyordu. Yapılan testler Lorentz simetrilerinin kırılıp kırılamayacağını konusunda idi. Prof. Bi Xiaojun şimdiye kadar yapılan en titiz ve hassas test olduğu iddia ediyor. Prof. BI, Yüksek Enerji Fiziği Enstitüsü’nde bir bilim insanı ve LHAASO işbirliğinin bir üyesidir.
Lorentz simetrisi ile izafiyet teorisi arasındaki ilişki nedir?
Modern fiziğin temel taşı olan Einstein’ın görelilik kuramı, fiziksel yasaların Lorentz simetrisine sahip olmasını gerektirir. Einstein’ın görelilik kuramını önermesinden bu yana geçen 100 yıldan fazla bir süre içinde, Lorentz simetrisinin geçerliliği çok sayıda deneysel testten geçti.
Ancak yerçekimini tanımlayan genel görelilik ile mikroskobik dünyanın yasalarını tanımlayan kuantum mekaniği arasında uzlaşmaz bir çelişki vardır. Genel görelilik ve kuantum mekaniğini birleştirmek için teorik fizikçiler aralıksız çaba sarf ettiler ve sicim teorisi ve döngü kuantum yerçekimi teorisi gibi teoriler geliştirdiler.
Bu teoriler, Lorentz simetrisinin çok yüksek enerjilerde kırılmasının muhtemel olduğunu tahmin ediyor, bu da göreliliğin yüksek enerjilerde değiştirilmesi gerekebileceği anlamına geliyor.
Bu nedenle, Lorentz simetri kırılmasının sinyallerini arayarak görelilik teorisini test etmek ve daha temel fizik yasaları geliştirmek çok önemlidir.
Bununla birlikte, bu teorilere göre, Lorentz simetri kırılmasının etkisi, yalnızca Planck enerji ölçeği olarak adlandırılan 1019 GeV’ye (1 GeV = 1 milyar elektron volt) kadar önemlidir.
Yapay hızlandırıcılar sadece yaklaşık 104 GeV’ye ulaşabildikleri için Lorentz simetri kırılmasının etkileri laboratuvarlarda test edilemeyecek kadar zayıftır.
Ancak evrende, parçacıkların insan yapımı hızlandırıcıların ulaşabileceğinden çok daha yüksek enerjilere hızlandırılabileceği çok şiddetli astrofiziksel süreçler vardır.
Bu nedenle, astrofiziksel gözlemler, Lorentz simetri kırılmasının etkilerini araştırmak için doğal bir laboratuvardır.
LHAASO, Çin’de büyük ölçekli bir kozmik ışın deneyidir.
2021’deki yapım sürecinde, dünyanın en yüksek enerjili gama ışını olayı, 1,4 PeV’e (1 PeV = 1015 elektron volt) kadar olan enerjisiyle LHAASO tarafından kaydedildi.
Bir dünya rekoru kırmanın yanı sıra, Lorentz simetrisi gibi temel fizik yasalarını keşfetmek için de değerli bir fırsat sağladı.
Kaynak: Physorg – 15.02.2022
