,

Sokratik Yöntem: Karşıt Madde

Temsili bir atom resmi. Ortada kahverengi bir nokta ve noktanın çevresinde farklı yörüngelerde konumlanmış halkalar var. Nokta merkezde duruyor, halkaların tam ortasında.

“Doğru bir önermenin tersi yanlış bir

önermedir ama derin bir gerçekliğin tersi

bir başka derin gerçeklik de olabilir.”

Niels Bohr

 

Hatice: Bugün karşıt maddeden bahsedelim biraz. Evrende madde olduğu gibi az da olsa -ki bu oran %0,001’den az- karşıt madde de vardır. Hatta en başa saralım. Evren bir atoma sıkışmış enerji halinden patladığında her tarafa parçacıklar ve onların zıt parçacıkları saçılmıştı.

Hale: Peki bahsettiğimiz bu antimadde(karşıt madde) nerede?

Hatice: Evren soğuyup genişlemeye başlayınca hem karşıt madde hem de madde eşit oranda oluştu. Karşıtıyla birleşen parçacıklar yok olur, bu tepkimelerin sonunda geriye az da olsa madde kaldı. O madde içinde olduğumuz evreni oluşturdu. Bunun yanında ondan çok daha az olarak karşıt madde evrende bulunuyor. Aslında bugün evrenin neden maddeyle kaplı olduğunu bilim insanları hala araştırıyor. Yaygın görüş, başlangıçta maddenin daha fazla olduğu.

Madde ve karşıt maddeyi simgeleyen iki insan tokalaşıyor.

Hale: Parçacık kısmını biraz daha açalım. Biliyoruz ki atomlar en sade hâliyle kuarklar ve leptonlardan oluşur. Bu parçacıkların her birinin ve temel parçacık olmayan baryon(3 kuarktan oluşur) ve mezonların(bir kuark ve farklı bir karşıt kuarktan oluşur)  da karşıt parçacıkları vardır.

Hatice: Ama mezonlarda yüksüz pionun karşıt parçacığı yok.

Hale: Peki, karşıt parçacık tam olarak nedir?

Hatice: Bir parçacığın karşıtı; kütle ve yük miktarı bakımından eşiti, yük işareti ve kuantum spini olarak zıttıdır. Aynadaki görüntüsü gibidir. Yukarıda da kısaca değindiğim gibi parçacık ve karşıt parçacığı birbirini yok eder. Einstein’ın ünlü denklemine göre kütleleri  enerjiye dönüşür. Bunun tersi de gerçekleştirilebilir. Çift oluşum tepkimelerinde bir gama fotonunun enerjisi pozitron diğer adıyla karşıt elektron ve elektrona dönüştürülebilir.

Bir '+' parçacık ve aynadaki görüntüsü. Spin yönleri ve elektrik yükleri farklı.

Hale: Nötr parçacıklar için de bir parantez açalım.

Hatice: Evet, elektrik yükleri olmadığı halde nötr parçacıkların da karşıtları vardır. Karşıt nötrinolar ile nötrinolar spin yönü bakımından farklılık gösterir.

Hale: İlk karşıt maddenin bulunması da yok olma tepkimelerinin enerji iziyle oluyor. 1928’de Paul Dirac, ilerleyen kuantum mekaniğiyle Einstein’ın Görelilik Teorisi’ni uzlaştırmaya çalışıyordu. Denklemlerinin sonucunda enerjinin – ve + iki değerinin olduğunu gördü. Yani her parçacığın zıt elektrik yüklü bir karşıtı vardı. 4 sene sonra da yüksek enerjili kozmik ışınlarda pozitrona rastlandı. Bu yıllarda karşıt parçacık arayışı iyice ivmelendi, artık parçacık hızlandırıcılar inşâ edilmeye başlanmıştı. 1955’te de karşıt proton keşfedildi.

Hatice: Karşıt parçacıklardan bir karşıt çekirdek elde edilebilir mi?

Hale: Zor ve oldukça masraflı olsa da evet. Pozitron ve atomun çekirdeğini oluşturan iki parçacık proton ve nötronun karşıt parçacığı bulundu. Bundan sonra karşıt çekirdek elde etmek için deneyler yapılmaya başlandı. Buna referans olarak döteryum atomu ele alındı. Döteryum çekirdeği, hidrojenin 1 nötronlu izotopudur. Yani karşıt döteryum çekirdeği bir karşıt proton ve bir karşıt nötrondan oluşturulmak istendi. CERN’de ve Brookhaven Ulusal Laboratuvarı’nda gerçekleştirilen deneylerde karşıt çekirdek elde edilebildi. Hala CERN’de ve Japonya’daki parçacık hızlandırıcılarda karşıt parçacık araştırmaları devam ediyor.

 

Kaynak: KuarkKozmikanaforWikipedia

 

Hatice Nur Özcan – Fatma Hale Bulut

 

0 cevaplar

Cevapla

Want to join the discussion?
Feel free to contribute!

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir