Parçacık fiziğinin temelini oluşturan Standart Model, evrendeki bilinen tüm temel parçacıkları ve kuvvetleri büyük bir doğrulukla tanımlar. Ancak bilim insanları, karanlık madde gibi bazı kozmik gizemleri açıklayamadığı için bu modelin ötesini araştırmaya devam ediyor.
YENİ KUVVET MÜMKÜN MÜ?
ETH Zürih Fizik Profesörü Diana Prado Lopes Aude Craik liderliğinde yürütülen yeni bir çalışma, doğada var olabilecek beşinci bir temel kuvvetin izini sürüyor. Standart Model’in açıklayamadığı karanlık madde gibi fenomenlerin varlığı, bilim dünyasında bu tür bilinmeyen kuvvetlerin var olabileceğine dair teorileri güçlendiriyor.
Araştırma, atom çekirdeğindeki nötronlarla çevresindeki elektronlar arasında daha önce bilinmeyen bir etkileşim olabileceği varsayımına dayanıyor. Bu kuvvetin, elektromanyetik kuvveti taşıyan fotonlar gibi yeni bir parçacık aracılığıyla iletilebileceği düşünülüyor.
İZOTOPLAR ÜZERİNDE HASSAS ÖLÇÜMLER
ETH Zürih’teki ekip, Almanya ve Avustralya’daki bilim insanlarıyla iş birliği yaparak izotoplar üzerinde olağanüstü hassasiyetle deneyler gerçekleştirdi. İzotoplar, aynı elementin farklı nötron sayılarına sahip versiyonlarıdır ve bu küçük farklar, atom içindeki enerji seviyelerini etkileyebilir.
ARAŞTIRMA AĞI GENİŞLEDİ
Zürih’teki ekip, tek yüklü beş farklı kalsiyum izotopunu bir iyon tuzağında aynı anda ölçerek, enerji geçişlerinde ortaya çıkan frekans farklarını 100 milihertz doğrulukla belirledi. Aynı izotoplarla çalışan Alman PTB ekibi, çoklu yüklü iyonlar üzerinde benzer bir doğrulukla ölçümler yaptı. Heidelberg’deki Max Planck Enstitüsü ise bu izotopların nükleer kütle oranlarını hesapladı.
YENİ İPUÇLARI DOĞUYOR
Elde edilen veriler, bilinen nükleer etkilerin gözlemlenen kaymaları tamamen açıklayamadığını ortaya koydu. Bu sapmaların bir kısmının, şimdiye dek yeterince çalışılmamış bir fenomen olan nükleer polarizasyonla açıklanabileceği düşünülüyor. Ancak araştırmacılar, tamamen dışlamamakla birlikte henüz "yeni bir fizik" keşfedildiğini söylemek için erken olduğunu belirtiyor.
SINIRLAR BELİRLENİYOR
Araştırma, yeni bir kuvvet taşıyıcısının –yani varsayımsal parçacığın– kütle ve yük aralığını sınırlamaya olanak tanıyor. Aude Craik, bu ölçüm doğruluğunun daha da artırılmasıyla belki de Standart Model’in ötesinde bir fiziğe dair daha güçlü kanıtlara ulaşılabileceğini ifade ediyor.
DERİNLERE YOLCULUK
Ekip şu sıralar üçüncü bir enerji geçişini daha önceki ölçümlerden bile daha yüksek hassasiyetle belirlemeye çalışıyor. Bu sayede King grafiği denilen analiz tekniğini iki boyuttan üç boyuta çıkararak yeni olasılıkları test etmeyi amaçlıyor.
