Doğada her şey değişir ve hiçbir şey aynı kalmaz. Bu bilinmektedir. Fizikte bile değişim söz konusudur. Newton mekaniği 20.yüzyılın başından itibaren atom altı seviyelere doğru inildikçe değişmesi gerektiğini gösterdi. Bir anlamda mikroskopik ölçeklerde Newton mekaniği parçacıklar arasındaki ilişkiyi açıklayamıyordu.
Bu yılın başlarında, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC), fizikte yeni bir güce işaret eden yeni ve heyecan verici kanıtlar yayınladı. Şimdi, aylarca süren müzakerelerin ardından, bir ön baskı sunucusunda paylaşılan yakın tarihli bir araştırmaya göre, CERN’in devasa parçacık çarpıştırıcısı bu dünya çapındaki tarihi bulguyu doğrulamaya bir adım daha yaklaştı.
Yakın zamanda yapılan çalışmanın yeni sonuçlarının hala akran değerlendirmesi sürecini tamamlaması gerekse de, bildiğimiz şekliyle Standart Model’in sonuna yaklaşıyor olabiliriz. Öyleyse vedalaşabiliriz denilebilir mi zaman gösterecek.
Standart Modelin Eksikliği
Standart Model, inkar edilemez bir şekilde şimdiye kadar yaratılmış en başarılı bilimsel teoridir, ancak aynı zamanda eksiktir. Doğal evrendeki dört temel kuvvetten üçünü tanımlar: güçlü ve zayıf kuvvetler ve elektromanyetik kuvvet.
Fizikte Temel Kuvvetler Kısaca
Fizikte, temel kuvvetler olarak da bilinen temel etkileşimler, daha temel etkileşimlere indirgenemeyecek gibi görünen etkileşimlerdir. Var olduğu bilinen dört temel etkileşim vardır.
Etkileri günlük yaşamda doğrudan görülebilen önemli uzun menzilli kuvvetleri üreten yerçekimi ve elektromanyetik etkileşimler ve çok küçük, atom altı mesafelerde kuvvetler üreten güçlü ve zayıf etkileşimler. ve nükleer etkileşimleri yönetir. Bazı bilim adamları beşinci bir kuvvetin var olabileceğini varsayıyorlar, ancak bu hipotezler spekülatif kalıyor.
Bilinen temel etkileşimlerin her biri matematiksel olarak bir alan olarak tanımlanabilir. Yerçekimi kuvveti, Einstein’ın genel görelilik teorisi tarafından tanımlanan uzay-zamanın eğriliğine atfedilir. Diğer üçü ayrı kuantum alanlarıdır ve bunların etkileşimleri, parçacık fiziğinin Standart Modeli tarafından tanımlanan temel parçacıklar tarafından yönlendirilir.
Standart Modelde, güçlü etkileşim gluon adı verilen bir parçacık tarafından taşınır ve kuarkların proton ve nötron gibi hadronları oluşturmak üzere birbirine bağlanmasından sorumludur. Artık bir etki olarak, atom çekirdeklerini oluşturmak için son parçacıkları bağlayan nükleer kuvveti yaratır. Zayıf etkileşim, W ve Z bozonları adı verilen parçacıklar tarafından taşınır ve ayrıca radyoaktif bozunmaya aracılık ederek atomların çekirdeğine etki eder.
Foton tarafından taşınan elektromanyetik kuvvet, yörünge elektronları ile atomları bir arada tutan atom çekirdekleri arasındaki çekimden sorumlu olan elektrik ve manyetik alanları, kimyasal bağları ve görünür ışık da dahil olmak üzere elektromanyetik dalgaları oluşturur ve bunun temelini oluşturur. elektrik teknolojisi. Elektromanyetik kuvvet yerçekiminden çok daha güçlü olmasına rağmen, büyük nesneler içinde kendini iptal etme eğilimindedir, bu nedenle büyük (astronomik) mesafelerde yerçekimi baskın kuvvet olma eğilimindedir ve evrendeki büyük ölçekli yapıları bir arada tutmaktan sorumludur. gezegenler, yıldızlar ve galaksiler gibi.
Yazımıza tekrar dönüş yaparsak;
Yerçekimi, kozmosa ezici bir şekilde hükmettiğini bildiğimiz karanlık madde için hiçbir açıklama sunmayan Standart Model’in sınırlarının ötesindedir. Standart Model’in ayrıca, evreni doğuran sonsuz yoğun bir noktadan her şeyin hayal edilemez derecede şiddetli patlaması olan Büyük Patlama hakkında söyleyecek hiçbir şeyi yoktur.
Fizikçilerin çoğu, keşfimizi daha fazla kozmik gücün beklediğinden oldukça emindir ve kuark adı verilen temel parçacıkların devam eden araştırması, Standart Model’in ötesinde ne olduğuna dair yeni ipuçlarını ortaya çıkarmak için özellikle çekici bir araç haline gelmiştir.
Zaman zaman alt kuarklar olarak adlandırılan güzellik kuarkları, daha büyük olanları da içeren temel parçacıklardır.
Kuarklar, yukarı, aşağı, çekicilik, tuhaf, güzellik/alt ve gerçek/üst olarak adlandırılan altı türde gelir.
İlk iki (yukarı ve aşağı) kuarklar, sırasıyla atom çekirdeğinin yapı taşları olarak hizmet eden nötronları ve protonları oluşturur.
Öte yandan, güzellik kuarkları kararsızdır ve daha sonra farklı parçacıklara bozunmadan önce ortalama kabaca saniyenin 1,5 trilyonda biri kadar yaşarlar.
Müonlara bozunma, elektronlara bozunmadan biraz daha az sıklıkta görülür.
Güzellik kuarkları bozunumu, keşfimizi bekleyen diğer kuvvetlerin veya parçacıkların potansiyel varlığından güçlü bir şekilde etkilenebilir.
Güzellik kuarkları bozunduğunda, zayıf kuvvet yoluyla elektronlar gibi bir çift daha hafif parçacığa dönüşürler.
Ve yeni bir doğa kuvvetinin kendisini bize ifşa etmesinin bir yolu, güzellik kuarklarının bozunarak değişen türde parçacıklara dönüştüğü frekanstaki ince bir değişikliktir.
Aynı fenomenle ilgili daha önceki Mart 2021 tarihli makale, bir LHCb deneyinden elde edilen verilere baktı (“b”, “güzellik” içindir). Bu, LHC tarafından üretilen son derece yüksek enerjili çarpışmaların sonuçlarını kaydeden dört devasa parçacık detektöründen biridir.
Mart ayında yayınlanan makale, güzellik kuarklarının farklı oranlarda müon adı verilen daha ağır kuzenlerine ek olarak elektronlara bozunduğunu buldu.
Klasik Standart Model’e göre müon, yaklaşık 200 kat daha ağır olması dışında elektronla neredeyse aynı olduğundan bu beklenmedik bir durumdu.
Bu, bir güzellik kuark daha düşük enerjili parçacıklara bozunduğunda, bunu benzer frekanslarda elektronlara veya müonlara yapması gerektiği anlamına gelir.
Ancak sonuçlar, bir müona bozunmanın, elektronlara bozunma ile kabaca %85 oranında gerçekleştiğini gösterdi.
Bu son çalışma, bizi yeni bir doğa gücünü ortaya çıkarmaya bir adım daha yaklaştırıyor.
Ancak bu fenomen için hata olasılığı 1000’de bir olandan (“üç sigma”) istatistiksel yalpalamanın “beş sigma” olasılığına geçene kadar, bu bulgular çok umut verici bir olasılık olarak kalacaktır.
Kaynak: Interesting Engineering ve Wikipedia
