UzayTeknoloji

Anlaşılması Zor Karanlık Maddeyi Araştırmanın Yeni Yolları

Fizikçiler, yaklaşık kırk yıldır karanlık maddeyi oluşturan parçacıkları anlamaya çabalıyor; galaksimize ve evrenimize nüfuz eden her formun yaklaşık yüzde 80’ini oluşturan bu maddeyi bulmaya çalışıyorlar.

Karanlık Madde olarak adlandırılmasının sebebini, ışığı yansıtmaması olarak açıklayan bilim insanları, “çekim kuvveti ile çevresindeki olayları etkilemesi sebebiyle, göremesek de orada olduğunu biliyoruz.” diyor ve ne olduğunu anlamak için uğraşıyorlar.

Caltech’ten teorik fizik profesörü Kathryn Zurek ve ekibi, yeni fikirler düşünmek için, her şeyin başladığı çizim tahtasının başına tekrar oturdular. Araştırma ekibi, karanlık maddenin daha önce tanımlanan parçacıklardan daha hafif ve teorik olarak daha küçük, gizli sektör parçacıklardan oluşma olasılığını araştırıyor.

On yıl önce, gizli sektör parçacıkları teorisini ilk kez ortaya atan Zurek, “Karanlık madde her zaman ve her yerde, şu an bu odada bile akıyor.” diyor. “Galaksinin merkezinde dolaştıkça, karanlık maddenin bu sürekli rüzgarı çoğunlukla fark edilmez. Ancak yine de bu karanlık madde kaynağından yararlanabilir ve karanlık madde rüzgarı ile dedektör arasındaki nadir etkileşimleri aramak için yeni yollar tasarlayabiliriz.”

Physical Review Letters dergisinde yayınlanmak üzere kabul edilen yeni bir makalede fizikçiler, daha hafif olan karanlık madde parçacıklarının, magnon olarak bilinen bir tip kuaziparcacik yoluyla nasıl tespit edilebileceğini açıklamaktadır.

Bir kuasipartikül, bir katı zayıf etkileşimli parçacıklar içeriyormuş gibi davrandığında ortaya çıkan bir olgudur. Magnons, küçük mıknatıslar gibi hareket eden elektron spinlerinin kolektivite için heyecanlı olduğu bir tür kuaziparcaciktır. Araştırmacıların bir masa üstü deney fikrinde, karanlık madde tarafından üretilen heyecanlı manolların işaretlerini aramak için manyetik kristalize bir malzeme kullanılacaktır.

Caltech’in doktora sonrası araştırmacısı olan çalışma yazarı Zhengkang (Kevin) Zhang, “Karanlık madde parçacıkları protondan daha hafifse, sinyallerini geleneksel yollarla tespit etmek çok zorlaşıyor” diyor.

“Ancak, iyi motive edilmiş birçok modele, özellikle gizli sektörleri içerenlere göre, karanlık madde parçacıkları elektronların spinlerine bağlanabilir, böylece malzemeye çarptıktan sonra spin uyarımları veya manollar yaratırlar. Ekipmanı soğutup yer altına taşıyarak arka plan gürültüsü ile, sıradan bir madde değil, yalnızca karanlık madde tarafından üretilen manolları tespit etmeyi umabiliriz. “

Böyle bir deney sadece bu noktada teorik olmakla birlikte, nihayetinde, muhtemelen bir madende, kozmik ışınlardaki gibi diğer parçacıkların dış etkilerinin en aza indirilebileceği yer altında barındırılan küçük cihazlar kullanılarak gerçekleştirilebilir.

Masa üstü deneylerde karanlık madde tespitinin en önemli belirtisi, zamana bağlı olan sinyaldeki değişiklikler olacaktır. Bunun nedeni, karanlık maddeyi tespit etmek için kullanılacak manyetik kristallerin anizotropik olabilmesidir, yani atomlar doğal olarak karanlık madde geldiğinde karanlık maddeyle daha güçlü etkileşime girecek şekilde düzenlenmiştir.

Araştırmacılar, karanlık maddelerin yanı sıra, manolular yoluyla karanlık maddenin kendini nasıl ortaya çıkarabileceği konusunda başka fikirlere de sahipler. Daha açık karanlık madde partiküllerinin, fotonlar yoluyla ve bir kristal kafesdeki titreşimlerin neden olduğu fonon adı verilen başka bir kuasipartikül ile tespit edilebileceğini ileri sürmüşlerdir.

Kaynak:
Physical Review Letters

Anasayfa


Karanlık Madde’yi eğlenceli bir yolla anlamak için tavsiye TV serisi:

Philip Pullman’ın eserinden uyarlanan dizi, fantastik tutkunlarını mest edecek, yüksek bütçeli bir İngiliz projesi. “Logan” filminden hatırlayacağınız Dafne Keen’in yanı sıra James McAvoy, Ruth Wilson ve Lin-Manuel Miranda kadrodaki yıldızlar.

His Dark Materials
0 0 Oy
Article Rating
Paylaşmaya ne dersin?
Takip
Bildir
guest
0 Yorum
Geribildirimler
Tüm yorumları görüntüle
0
Düşüncelerinizi belirtmek ister misiniz, lütfen yorum yapınx
()
x