Katalog

ILDA NELER O L D U ? (VİİIİğİ Fızlkçiler, yüksek enerjilerdo parçacıklann çarpışmasının sonucunda ortaya çıkanlan toplamak İçin CERNVeki bunun gibi detektörlerden yararlanıyorlar. Yakında kozmologlann, . dörtten fazla nötron türü olmadığına dair iddialannı sınayabilecekler. başarıyla birleştlrmelerinden o kadar gururluydular ki, kütlesel çekim kuvveti hariç, doğanın tüm kuvvetlerini bir araya gr tiren bir büyük birleşim kuramı üstünc çalışmaya başladılar llk basit modellerdc birini Hovvard Georgi ve Sheldon Le Glashovv ortaya attı, ortalama protonu 1030 yıl yaşayacağını tahmin ettiler. 1$ protondan daha fazlasını içeren bir parça izleyerek, birkaçının bozunmasını görmı leri gerekiyordu. Ne yazık ki, deneylerde proton bozuı ması gözlenemedi Fakat, supernovada gelen yaklaşık yirmi nötrinoyu gördüle böylece, astrofizikçilerin bir süpernovanı ne olduğunu kavradıklan kanıtlanmış o du, Üstelik, gözlemler, nötrinolar hakkınd da bir şeyler ortaya çıkardı. Tüm nötrinc lar, süpernovadan detektörlere on saniyt lik bir aralık içinde ulaştılar. Bu bize, aşt ğı yukarı aynı hızda ilerlediklerini söylüyoı ısık hızında. Bunu, yakalanan nötrinoİE rın (elektron nötrinoları) nerdeyse kütla siz olduklannın bulunması ızledi. Bu sonuç, bizi bir başka gizeme götC rüyor. Yaklaşık on yıl önce, gökbilimciler, teleskoplarını yüzyıllar boyunca gaz ve toz bulutlarından yıldızlara, galaksilere ve galaksi yığınlarına çevirdikten sonra, şaşırtıcı bir buluş yaptılar: Evren'deki maddenin çoğu, "bunlardan hlçblrl değlldi"; parlayan yıldızlar ya da yıldız grupları biçiminde değildi. Uzak yıldızlardan gelen ışığı emerek kendilerini ele verecek gaz ya da toz biçiminde de değildi. Gökbilimciler, galakstlerln dönme hızlannı ölçerek, galaksilerin, yalnızca parlak maddeden oluşsalardı daha yavaş döneceklerini kanıtladı. Galaksinin kütlesinin %8090'ı, gizemli, koyu ve görünmeyen bir maddeden yapılmış, geniş bir küresel halenin içine depolanmış gözüküyordu. elektronvolt enerjiyle hareket eden parçacıklann sıcaklığına eşittir. Evren'in ilk zamanları hakkında bilgilerimiz var, çünkü hızlandırıcılarda, bu enerjilerde nükleer tepkimeler üstünde çalışıyoruz. Son birkaç yıldır, CERN'in (Cenevre) ve Fermilab'ın (lllinois) büyük protonantiproton çarpıştırıcılarından, trilyonlarca elektronvolttaki fenomenler gözlemleniyor. Bu enerjiler, Büyük Patlama'dan saniyenin trilyonda birkaçı süre sonraki Evren'in sıcaklığına eşit. Deneyler, elektromanyetik ve zayıf kuvvetleri birleştiren kuramı doğruladı. Yine de çok heyecan verici olaylar yaşanmadı. En Önemli gelişmelerin bundan sonra gerçekleşmesl bekleniyor. Umut süper çarpıştırıcıda 85 km çapındaki süperiletken süperçarpıştırıcı, planlandığı gibi inşa editirse, ilerlemelerin bir bölümünün kaydedileceği yer olacak. Yüksek enerji sınırını yirmı faktör yükseltecek. Bu, parçacık fıziğinin en can sıkıcı sorularını yanıtlamak için yeterli olacak. Evren çok genç olduğu zaman, bildiğimiz tüm parçacıklar kütlesizdı, zayıf ve elektromanyetik kuyvetler arasındaki simetri mükemmeldi. İçinde yaşadığımız soğuk ve düzensiz Evren'den çok farklıydı. Her nasılsa, bu simetri bozuldu, zayıf kuvvet zayıf oldu, çeşitli kuarklar, leptonlar ve zayıf bozonlar, bugün sahip oldukları rastlantısal gibi gözüken kütleleri kazandılar. Bütün bunlar nasıl gerçekleşti? Süperçarpıştırı, Evren'in blllurlaştığı ana bir pencere açarak, bu bulmacayı çözmemlze yardımcı olablllr. Fakat ne süperçarpıstırıcı, ne ondan sonra inşa edilecek daha büyükleri, Evren'in kökeni hakkındaki nihai soruya yaklaşmamızı sağlayabıleceklerdir. Evren'in doğuşundaki sıcakhğı yaratmak için, ışık yılı büyüklüğünde bir hızlandırıcıya ihtiyacımız var. Bu, Evren'in ilk anlarını öğrenemeyeceğimiz anlamına gelmiyor. Bu iş için çok uygun bir gerecimiz var: İnsan beynl. Çarpıcı ilerlemelerin kaydedıldiği blron yılın ardından, fızikçiler Evren'i anlama görevimizi yerine getirecek yeni bir sentezin başlangıcında olduğumuza inanıyorlar. Yakın bir gelecekte, Evren'in bugünkü durumuna nasıl ulaştığını ve insan ırkı yok olduktan çok sonra bile ne durumda olacağını anlayacaklarını umuyorlar. D Parçacıklar, plastik yaprak üstünde ışık Izl bırakıyor. 3. nötrino nerede? Bu madde ne? Nötrino bir olasılık; ancak bu nötrino türünün kütlesinin elektronunkinin on bin katı olması gerekıyor Elektron nötrinosu olamaz, çünkü süpernova çok hafif olduğunu ortaya koydu. Ikinötrino türü daha bilmemize karşın, kozmologlar bir nötrino türü daha olduğunu ileri sürüyor. Galaksi oluşumunu canlandıran bllgisayar benzeşimlerl, ağır nötrinoların içinde yaşadığımızdan çok farklı bir evren yaratacağını ortaya koyuyor. Sonuçta, karanlık madde, bugünkü parçacık kataloğunun dışında yer alıyor. Bu noktada, parçacık fizikçileri ve kozmologlar gerçekten birbirlerine çok yaklaşıyorlar. Evren, bize, kütlesinin büyük bir bölümünü oluşturan yeni tür bir parçacık ya da şey olduğunu söylüyor. Eskl Yunanlılar yine haklılar galiba! Yeryüzü'ndeki maddenin dört elementten yapıldığını ve bu ilahi maddenin mükemmel bir beşinci elementten oluştuğunu ileri sürdüler. Ateş, su, toprak ve hava yerini, rutonlar, nötronlar, elektronlar ve nötrinolar aldı. Şlmdl, kozmik yüksek varlığın peşindeyiz. Karanlık maddenin ne olduğu hakkında birçok savlar ortaya atıldı: Futino, manyetik tekel ve zayıf etkileşen ağır parçacıklar (WIMP), vb. oldukları söylendi. Glashovv ve arkadaşları ise yüklü ağır parçacıklann (CHAMP) varlığını ileri sürüyorlar. eğer haklıysalar, bu yeni madde biçimi, sıradan kimyasal elementlerin süperağır izc ıl", astroparçacık cephesinde büyük bir izem. Şimdi, bir yanıt bulmak amacıyla, üyük nötrino teleskopları inşa ediliyor. »üpernova patlaması Daha yakın bir geçmişte, yıldız evrimi uramı, büyük bir zafer kazandı. Şubat 987'de, gökbilimciler, dört yüzyıldır Yerüzü'nden görülmemiş bir olayı izlediler: akında oluşan bir süpernova. Bu olay, birok soru işaretine yanıt getiriyordu. Fizikilerin en çok ilgilendikleri nokta ise ölen ıldızın yaydığı nötrino dalgasıydı. Kuramıların tahmin ettikleri gibi süpernova, eyjmin ancak küçük bir kısmıydı. Patlamaıın enerjisinin %99'u nötrinolar biçiminle yayılmıştı. Süpernovanın nötrinolarından birkaçının 'eryüzü'nde yakalanması, parçacık fiziği e astrofiziğin nasıl bir araya geldiklerinin lüzel birörneğiydi. 1980'lerin başlarında, îüpernova 1987A'nın görülmesinden yıllar ınce, büyük yeraltı dedektörleri, süperno•aları gözlemlemek için değil, protonların >ir anda ayrıştıklarına tüm Yeryüzü'ndeki naddenin, dolayısıyla ölümlü olduğuna anıt bulmak için yerleştirilmişlerdi. Fizik:iler, zayıf ve elektromanyetik kuvvetleri topları gibi gözükerek gizleniyorlar; yarısı, bir milyon atomik ağtrlığında gözükürken, öteki yarısı (antiCHAMP), öteki elementlerin izoloplarını taklit ediyor. Çok ağır olduklarından, bu parçacıklar, yıldızlararası uzayda öteki parçacıklarla çarpıştıklan zaman enerjilerini kaybetmiyorlar Yavaşlayamadıkları için yıldızları oluşturmak yolunda çarpışamıyorlar, dolayısıyla karanlık kalıyoriar. CHAMP'ler var olsun, olmasın, yüksek enerji fiziği alanında çalışrnayı sürdürmek gerekir. Geçen on yılda, yıldızlardan daha uzak bir ufkun yolunu açmıştır. Fizik ve kozmolojıdekı gerçek heyecan verlcl olay şudur: 15 mllyar yıl önce Büyük Patlama'ya neden olan glzemll mekanizmayı anlamak. Bugün Evren çok soguktur (mutlak sıfırın üç derece üstünde; bu, yaklaşık sıvı helyumun sıcaklığıdır). Evren, birkaç yüz bin yıl yaşındayken ise sıcaktı. Atomlar, ilk olarak o zaman oluştu. Daha da önceleri, Büyük Patlama^ dan yalnızca birkaç dakika sonra, sıcaklık 10 milyar dereceydi. Bu, bir milyon Gökbilimciler, Süpernova 1987A'yı (ortadaki parlak nokta) görmeden önce, yeraltı detektörleri enerjinin çoğunu taşıyan nöthnolan yakaladılar. 73