Dan Brown parçacığı bulundu

Mike McRae *

Madde ve karşı-maddenin bir arada var olduğu bir parçacık keşfedildi.Teorik fizikçi Ettore Marojana kendi karşıt parçacığından ayrıştırılamaz durumda olan nötr parçacıkların varlığını öngöreli tam 80 yıl oldu. Bugüne kadar doğada bir örneğine rastlanamadı ve kanıtlanamadı.

Ancak fizikçiler Majorana’nın öngördüğü maddeye çok benzeyen bir şey keşfettiler. Buluş, bu eşsiz parçacıkların varlığını ispatlamakla kalmıyor, gelecekteki kuantum hesaplamaları için de önemli bir adım niteliği taşıyor. Stanford ve Kaliforniya Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, süper iletken malzemeler arasında sıkıştırdıkları elektronları ters yönlerde uçurarak kolektif haldeki yapay-parçacıkların ortaya çıkmasını sağladılar.

Yapay parçacıkların, gerçek parçacıklar gibi görünmesine aldanmayın; bazı olgulara ait kanıtların kaydedilmesine devam ediliyor. Bu parçacık-benzeri çiftler etrafta uçuşurken, uygulanan manyetik alanın etkisi yavaşlamalarına ve belirgin safhalarda yön değiştirmelerine yol açtı. Bu, özellikle Majorana parçacıklarına has bir davranıştı. Stanford araştırmacısı Shoucheng Zhang. “Ekibimiz Majorana fermiyonlarını (Fermiyonlar, bir tamsayının yarı değerine eşit parçacık dönüş hızına sahip olan parçacıklardır) tam olarak nerede bulabileceğimizi ve tıpkı onun efsanevi deneyi gibi ne aramamız gerektiğini ön görebildi.” diyor.

DAN BROWN’A SEVGİLERLE

Ekip, buluşun adını “melek parçacığı” koydu. İsim, Dan Brown’un karşı maddeden yapılan bir bombanın hikayesini anlattığı ünlü romanı Melekler ve Şeytanlar’a göndermede bulunuyor. Eğer bilimkurgu filmleri izliyorsanız (ya da Dan Brown romanlarını okuduysanız) karşı maddeyi daha önce duymuş olabilirsiniz. Basit bir anlatımla, evrende bulunan her parçacığın, karşıt güce sahip kötü bir ikizi bulunur. Örneğin, pozitronun negatif (-) yüklü karşı maddesi elektron (+) gibi. Bu iki parçacık bir araya getirildiklerinde, birbirlerinin varlığını sıfırlayarak arkalarında yoğun bir gama radyasyonundan başka bir şey bırakmazlar.

MAJORANA PARÇACIKLARI BİRBİRİNİ YOKETMİYORLAR

Bu radyasyon yığını, uzay gemisi motorlarından, kitle imha silahlarına varana dek hayâl gücünün ürettiği pek çok ürününe ilham verdi. Ancak parçacıkların ve karşı maddenin başka bir şekilde ve bir arada var olmaları da mümkün görünüyor. Beraber ortaya çıkarak birinin diğerinin alt parçacığı olduğu bir senaryo, günümüz fizikçilerinin çalışma konularından birini oluşturuyor. Majorana kendi kendisinin karşıt maddesi olan parçacıkların yani fermiyonların var olabileceğini keşfetmişti. Maddenin bu yeni aşamasında elektronlar, nötronlar ve protonlar ile nötronları oluşturan zerreler bulunuyordu. “Majorana parçacıkları” da ikiz olabiliyor ancak bir araya getirdiklerinde birbirlerini yok etmiyorlardı.

Fotonlar kendi kendinin karşı maddesi olma durumuna bir örnek teşkil etseler de fermiyon değildirler. Diğer yandan, nötronlar da hali hazırda nötr olmaları itibariyle uygun adaylar. Ancak ne yazık ki nötronlar anti-nötronlarla bir araya getirildiklerinde parçacıklar yine birbirlerini yok ediyor. Diğer bir ilginç adaysa neredeyse kütlesiz madde parçacıkları olan nötrinolar. Bu hayalet parçacıkları saptamanın güçlüğü nedeniyle, Majorana fermiyonu olmaya uygun olup olmadıkları henüz anlaşılabilmiş değil.Bu parçacıkların, yapılan bu yeni deney gibi kontrollü ortamlar dışında evrende bulunmadıklarını iddia etmek mümkün. Ama bu ‘asıl’ Majorana parçacıklarının keşfedilmesine yardımcı olmayacakları anlamına gelmiyor.

Stanford’dan bir diğer araştırmacı olan Giorgio Gratta.“İşin asıl ilginçleştiği nokta, fizikte bu gibi benzerliklerin çok güçlü olması. Bunlar çok farklı varlıklar ve değişik süreçler olsalar da belki birini, diğerini anlamak için kullanabiliriz. Belki de bizim için çok ilginç olan bir şey keşfederiz.” diyor. Sonuçlar şok edici olmasa bile deneyin kendisinin mekaniği fizikçiler için ilgi çekici bir deneyim oldu. Bu teknoloji ileride kuantum bilgisayarlarındaki parçacıkların bilgileri kaybetmelerine engel olabilir. Yedeklenebilecek bir yapay anti-parçacık, sistemi sağlamlaştırmak için kilit öenmde olabilir.

Araştırmada yer almayan Nobel ödüllü Frank Wilczek ekibin başarısından övgüyle bahsediyor: “Temelde şok edici bir sonuç değil. Çünkü fizikçiler uzun yıllardır bu deneyde kullanılan materyaller ile Majorana fermiyonlarının ortaya çıkarılabileceğini tartışıyorlardı.” diyor. Wilczek, “Ancak daha önce asla bir araya getirilmemiş birçok elementi bir araya getirdiler ve bu tip bir yeni kuantum parçacığının, böyle net bir ortamda incelenebilmiş olması bir dönüm noktasıdır.” Araştırmanın tamamı Science dergisinde yayınlandı.

* Makalenin aslı Sciencealert sitesinde yayınlanmıştır. (Çeviren: İdil Karşıt)