ABD’de araştırmacılar “boşluk” olarak kabul edilen uzaydan doğrudan parçacık oluşumuna dair şimdiye kadarki en güçlü kanıtlardan birini buldu.
ABD’deki Brookhaven Ulusal Laboratuvarı bünyesinde faaliyet gösteren Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) tesisinde çalışan bilim insanları, modern fiziğin en çarpıcı öngörülerinden birini deneysel olarak gözlemlemeye yaklaştı. Araştırmacılar, “boşluk” olarak kabul edilen uzaydan doğrudan parçacık oluşumuna dair şimdiye kadarki en güçlü kanıtlardan birini buldu.
PROTON ÇARPIŞMALARI İNCELENDİ
RHIC’te yürütülen ve STAR Collaboration tarafından gerçekleştirilen deneylerde, yüksek enerjili proton çarpışmaları incelendi. Bu çarpışmalar sırasında bilim insanları, protonların içeriğinden gelmeyen, doğrudan kuantum vakumundan ortaya çıkan nadir kuark–antikark çiftlerine dair izler tespit etti.
Klasik fiziğe göre mükemmel bir vakumlu ortam tamamen boş kabul edilse de, kuantum kromodinamiği bu alanın aslında sürekli dalgalanan sanal parçacıklarla dolu olduğunu iddia edildi. Normalde çok kısa ömürlü olan bu parçacık çiftleri, yeterli enerji sağlandığında gerçek ve ölçülebilir parçacıklara dönüşebiliyor.
Deneyde üretilen kuarklar tek başlarına var olamadıkları için hızla birleşerek “hiperon” adı verilen bileşik parçacıkları oluşturdu. Araştırmacılar, bu parçacıkların “spin” adı verilen kuantum özelliğini inceleyerek önemli bir ipucu elde etti.
ÇARPIŞMA KALINTILARINDAN OLUŞMADI
Vakumdan doğan kuark ve antikuarkların spinleri birbiriyle korelasyona sahipler. Bu özellik, hiperonlara dönüşüp çok kısa sürede bozunmalarına rağmen korunuyor. Bilim insanları, bu spin korelasyonlarını ölçerek parçacıkların çarpışma kalıntılarından değil, doğrudan vakumdan geldiğini belirledi.
Elde edilen bulgular, fiziğin en temel sorularından biri olan “parçacıklar kütlelerini nasıl kazanır?” sorusuna da ışık tutabilir. Kuantum kromodinamiğine göre kuarkların kütlesinin büyük bölümü vakumla etkileşimlerinden kaynaklanıyor, ancak bu sürecin detayları hala tam olarak anlaşılmış değil. Bu yeni gözlem, bu mekanizmayı deneysel olarak incelemek için önemli bir fırsat sunuyor.
