Fizikçilere göre, doğadaki 5. temel kuvvete ilişkin 'güçlü kanıtlar ortaya çıktı'

ABD'de bilim insanları, yapılan bir deneyde küçük bir atom altı parçacığın bilinen fizik yasalarına uymadığını açıkladı. Fizikçiler bu durumun doğadaki beşinci temel kuvvetin kanıtı olduğunu söylüyor.

ABD'nin Illinois eyaletindeki Batavia şehrinde, Fermi Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı'nda (Fermilab) gerçekleştirilen "Muon g-2" adlı deneylerde atom altı parçacık olan müonların davranışı incelenerek fizikte yeni olayların işaretleri araştırılıyor.

Fermilab, Twitter'da yaptığı duyuruda, "Muon g-2 deneyinin ilk sonuçlarının yeni fizik kanıtlarını güçlendirdiğini duyurmaktan heyecan duyuyoruz" ifadelerini kullandı.

https://twitter.com/Fermilab/status/1379811596755681286

Muon g-2 deneyinin Eş Sözcüsü ve İtalyan Ulusal Nükleer Fizik Enstitüsü'nden fizikçi Graziano Venanzoni, "Bugün sadece bizim değil, tüm uluslararası fizik camiasının uzun zamandır beklediği olağanüstü bir gün" dedi.

Fizikçiler, söz konusu deneylere ait sonuçların, kozmosun doğası ve evrimi için hayati önem taşıyan, henüz bilim tarafından bilinmeyen madde ve enerji formlarını işaret edebileceğini öne sürüyor ve deneylerin ispatlanması durumunda fizik yasalarının tamamen değişebileceğini ifade ediyor.

Beklenilenden farklı bir sonuç ortaya çıktı

Buzdolabına yapıştırılan magnetlerden sektirilen basketbol topuna kadar fiziksel kuvvetler hayatımızın her alanında yer ediniyor.

Bilim, her gün tecrübe ettiğimiz bu fiziksel kuvvetleri dört kategoride sıralıyor: Kütle çekim, elektromanyetizm, baskın ve zayıf nükleer kuvvetler.

Öte yandan dünyamız atomdan bile küçük yapı taşlarına sahip. Bu atom altı parçacıkların bazıları daha da küçük bileşenlerden oluşuyorken, bazıları ise hiçbir temel parçacığa ayrılamıyor.

Kozmik ışınların Dünya atmosferine çarptığında doğal olarak meydana gelen müon da bu temel parçacıklardan biri. Elektrona benzer, ancak elektrona göre 200 kat daha ağır.

Fermilab deneylerinde, müonlar 14 metrelik bir halka etrafına gönderiliyor ve ardından da bir manyetik alan uygulamasına tabi tutuluyor. Standart Modelde [Evrenin yapı taşlarının nasıl davrandığını açıklamak için yaygın olarak kabul edilen mevcut teori] kodlanmış mevcut fizik yasalarına göre bu deney, müonları belirli bir oranda titreşime sokmalı.

https://twitter.com/Fermilab/status/1379820164795957248

Ancak yedi ülkeden 200 fizikçiden oluşan uluslararası bir ekiple gerçekleştirilen deneylerde müonların tahmin edildiği gibi davranmadığı sonucuna ulaşıldı.

Konuya ilişkin Çarşamba günü yapılan basın toplantısında aktarılana göre, bu durum, tamamen yeni bir doğal kuvvetten kaynaklanıyor olabilir.

Kentucky Üniversitesi'nden fizikçi Renee Fatemi, "Bu, müonun en iyi teorimizde bile olmayan bir şeye duyarlı olduğunun güçlü bir kanıtıdır" dedi.

https://twitter.com/Fermilab/status/1379812599584317443

Ancak Muon g-2 deneyi sonuçları henüz kesin bir keşif sağlamıyor.

Şu an, sonuçların istatiksel olarak 40 binde bir şansı mevcut. Bu da 4.1 sigma olarak açıklanan istatistiksel bir güvenirlilik düzeyine eşit. Bu da bir keşfin duyurulması için belirlenen standartın çok altında. Bir keşfin sonuçlanabilmesi için deneyin 5 sigma seviyesine ya da gözlemlerde 3,5 milyonda bir şansa sahip olması gerekiyor.

Basın toplantısında müon deneyinin önümüzdeki yıllarda toplaması beklenen toplam verilerin yalnızca yüzde 6'sını temsil ettiği ifade edildi.

Standart Model ile uyuşmadı

Fizikçiler çok uzun zamandır, yüksek enerjili parçacık deneylerinin sonuçlarını başarıyla açıklayan Standart Model'i baz aldılar.

Manchester Üniversitesi'nde görev yapan Prof. Mark Lancaster, BBC'ye verdiği demeçte, "Müonların etkileşiminin Standart Model ile uyuşmadığını bulduk" diye konuştu.

Prof. Lancaster, "Açık bir biçimde bu heyecan verici bir sonuç. Çünkü potansiyel bir biçimde gelecekteki yeni fizik kanunlarını, yeni parçacıkları ve şimdiye kadar görmediğimiz yeni bir kuvveti işaret ediyor" dedi.

Henüz hiç kimse, bu potansiyel yeni kuvvetin, müonlara mevcut etkisi dışında neye sebep olduğunu bilmiyor.

Bilinmeyenlere cevap olabilir

Olası beşinci temel kuvvet evren hakkındaki bazı neticesi bilinmeyen soruların cevaplanmasına da yardımcı olabilir.

Örneği evrenin genişlemesinin hızlandığına dair gözlem karanlık enerji olarak bilinen gizemli bir olayla ilişkilendirildi. Ancak daha önce bazı araştırmacılar bu olayın beşinci bir kuvvetin kanıtı olabileceğini iddia ettiler.

BBC'deki 'Sky at Night' programının sunucularından Dr. Maggie Aderin-Pocock, deneylere ilişkin BBC News'a yaptığı açıklamada, "Oldukça şaşırtıcı. Fiziği tersine çevirme potansiyeline sahip. Evrenin çözülememiş bazı gizemleri var. Bu, bize bu gizemleri çözmek için bazı anahtarları verebilir" diye konuştu.

Bilim insanlarının tahminine göre, aynı zamanda deneyin sonuçları, "Karanlık madde nedir?", "Evrende neden madde var?" gibi soruların da cevabı için de kapılar arayabilir.

https://twitter.com/skdh/status/1379821021348368386

Frankfurt Enstitüsü'nde fizikçi olan Sabine Hossenfelder, Twitter'da yaptığı paylaşımda, "Bu yeni fizik olabilir. Ama bunun için bahse girmem" dedi.