CERN Anti-Madde Gizeminin Peşinde |
2.Bölüm

Yazımızın birinci bölümünde anti maddenin ne olduğunu, nasıl bulunduğunu ve evrenin keşfinde hangi öneme sahip olduğunu açıklamıştık. İkinci yazımızda ise anti madde deneylerinde CERN’de gerçekleştirilen deneyleri, yeni gelişmeleri ve şu an çalışmaların hangi aşamada olduğunu anlatacağız. Haydi parçacık fiziği yolculuğumuza devam edelim.

A- A+

08.02.2014 tarihli yazı 16259 kez okunmuştur.

Anti madde nedir Anti madde bulundu CERN Anti madde CERN Alpha Experiment CERN Anti-matter ATRAP Experiment Anti-matter CERN Karşıt madde Pozitron Antihidrojen ASACUSA Experiment

Hidrojen en basit atomlardan birisidir. Çünkü çekirdeğinde sadece proton ve etrafında yörüngesinde dönen bir elektron var. Anti madde elde etmek için en kolay yollardan birisi anti hidrojen elde etmek. Hem yapısı basit hem de evrenin kütlece %75’ini oluşturuyor. CERN’de Alpha Deneyi’nde bir anti proton ve pozitrondan (anti elektron) oluşan anti hidrojen atomları elde edildi.

CERN'den Alpha Deneyinden Bir Görüntü

► Bilim adamları olmayan bir şeyi, anti maddeyi nasıl üretebiliyorlar?

İlk yazımızda da bahsettiğimiz gibi herşey Einstein’in görelilik kuramını bulmasıyla başladı. Formül bildiğimiz gibi E = mc² .Yani kütle enerjiye, enerjide kütleye çevrilebiliyor. O zaman örnek olarak bir protonu (normal madde) ışık hızına çıkarıp durağan bir şeye çarptırırsak, bu çarpışma sonucu ortaya büyük bir enerji çıkar. Bu enerji daha sonra kütleye dönüşüyor. Yani madde, anti maddeye dönüşecek. Protondan anti proton çiftlerine, elektron pozitron çiftlerine dönüştürülebiliyor.

► Anti hidrojen atomları nerede ve hangi koşullarda üretiliyor?

İlk olarak anti hidrojen atomları CERN’de Alpha Deneyi’nde elde edildi. 38 adet anti hidrojen atomu belirli bir ortamda hapsedilerek (bir manyetik alan içerisinde) incelendi.

► Anti maddeler neden kapana kıstırılarak inceleniyor?

Anti maddenin bir sihri var. Normal madde ile temasa geçtiğinde yok oluyor ve dışarıya enerji açığa çıkıyor. Yani bu atomlar elde edildiğinde anında havadaki normal hidrojen atomlarıyla temasa geçtiğinden yok oluyor. Bu yüzden çok güçlü bir manyetik alan içerisinde vakumlu bir ortamda anti hidrojen atomları üretilip, inceleniyor. Alpha Deneyi’nde 38 anti hidrojen atomu dediğimiz manyetik alan içerisinde üretildi ve saniyenin 1/10’u kadar bir sürede incelendi. Bu süre bilim adamları için anti hidrojen atomlarını inceleme konusunda yeterli bir süre.

Daha sonra bilim adamları yine CERN’de yaptıkları deneylerde anti hidrojen atomlarını yalıtılmış ortamda 1000 saniye kadar hapsedebildiklerini açıkladılar.

Anti-hidrojen atomları güçlü bir manyetik alan içerisine hapsedilerek inceleniyor.

► Bilim adamları neden anti hidrojen atomlarını inceleme ihtiyacı duyuyorlar?

Hepimiz büyük patlama sonrası oluşan evrende yaşıyoruz. Madde ve anti madde aynı oranda önceden vardı. Ancak büyük patlama sonrası evrende sadece madde kaldı. Anti maddeye ne olduğunu bilim adamları şuan için çözemiyor.

Bilim adamları anti hidrojen atomlarının aslında davranışlarını inceliyorlar. Çünkü anti maddeye büyük patlamadan sonra ne olduğunu kimse bilmiyor. Bilim adamları anti maddenin davranışlarına bakıyor ve normal madde ile yani bir anti hidrojen atomu ile bir hidrojen atomunu karşılaştırma amacındalar. Belki de bu karşılaştırmalar sonucu evrende neden tamamen normal madde olduğu anlaşılacak.

► İlginizi Çekebilir: Higgs Parçacığı (Tanrı Parçacığı)

► CERN’de ki bilim adamları anti madde konusunda hangi deneyleri gerçekleştirdiler?

İlk olarak Alpha Deneyi’nde anti hidrojen atomları incelenmişti. Daha sonra inceleme süresi arttırılmıştı. 2013 yılında ise CERN’de ATRAP (Antihidrojen TRAP) deneyinde anti protonların hızını yavaşlatan bir makinede anti protonların manyetik alan içerisinde dünyanın en ince ölçümünü yaptı. Bu ölçümlerde anti protonların kütlesi, spini ve davranışlarını daha önceki incelemelerinden kat ve kat daha hassas olarak ölçümler aldılar. Bu olay ileride diğer anti madde ve anti parçacıkların incelenmelerinde etkin rol oynayacak.

► İlginizi Çekebilir: Bilimin En Büyük Deneyi: CERN

Son olarak geçtiğimiz günlerde CERN’deki ASACUSA (Atomic Spectroscopy And Collisions Using Slow Antiprotons) deneyinde bilim adamları ilk anti hidrojen demetini ürettiler. Bu olay anti hidrojenlerin spektroskopisini (tayfölçümü) ölçme konusunda büyük bir adım.

Anti madde konusunda anlattığımız gibi CERN’de yapılan en önemli deneyler Alpha, ATRAP ve ASACUSA deneyleri. Bu deneyler gelecek adına anti maddenin gizemini öğrenmede bilim tarihindeki yerlerini alacaklar.

► Peki bu deneylerin sonucunda evrene dair ne öğreneceğiz?

Evrende anti madde yok. Neden yok? Büyük patlamadan sonra ne oldu da anti madde yok oldu? Anti maddeye büyük patlamadan sonra ne olduğunu öğrenirsek büyük patlama ve evrenin keşfinde büyük adımlar atılabilir.

Bir diğer varabileceğimiz nokta yerçekimi. Evrene dair standart model bazı sorulara cevap getirebilmiş. Ama yerçekimine tam olarak bir cevabı yok. Sadece bu konu hakkında Einstein’in genel görecelik kuramı sorulara cevap getirebilmiş. Maddenin yerçekimine karşı nasıl davrandığını biliyoruz. Havaya bir top attığımızda aşağıya düşüyor. Peki ya bir anti madde nasıl davranırdı? Anti maddenin yerçekimine karşı nasıl davrandığı da bilimin merak uyandırıcı sorularından.

Kaynak:

► home.web.cern.ch
► fnal.gov
► en.wikipedia.org