Aksiyon Parçacıkları Karanlık Madde mi?

Aksiyon-parçacıkları-karanlık-madde-miBilim insanları galaksileri bir arada tutan ek yerçekimini sağlayan görünmez karanlık maddenin aksiyon parçacıklarından olduğunu düşünüyor. Karanlık madde evrenin yüzde 27’sini oluştururken bedenimiz, gezegenler ve yıldızları meydana getiren bildiğimiz madde evrenin sadece yüzde 5’ini oluşturuyor.

Normal maddeden 5 kat fazla olan karanlık madde, aynı zamanda büyük patlamadan kalan ses dalgalarına şekil verdi ve ses dalgalarının da galaksileri şekillendirmesini sağladı. Peki karanlık madde neden görünmez ve onu oluşturan aksiyon parçacıkları nedir?

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

Karanlık madde evreni görünmez bir örümcek ağı gibi sarıyor ve sağladığı ek yerçekimi ile galaksi çekirdeklerini oluşturan maddenin düğümler halinde toplanmasını sağlıyor.

 

Aksiyon parçacıkları ve kozmik simetri

Karanlık madde bulmacasına Kim Milyoner Olmak İster yarışmasına benzeyen bir bilmeceyle başlayalım: Nükleer fiziği belirleyen güçlü nükleer kuvvet, doğadaki en temel simetriler ve bir bulaşık deterjanının ortak noktası nedir?

Tabii ki aksiyon parçacıkları; çünkü aralarında ünlü Weinberg’in de olduğu bir gurup fizikçi karanlık maddenin aksiyon parçacıklarından oluştuğunu düşünüyor ve 40 yıl önce ona bir deterjan markasının adını verdiler: Axion. Peki karanlık madde deterjanıyla fizikteki hangi sorunları temizlemek istiyorlar? Bu yazıda karanlık maddenin neden görünmez olduğundan başlayarak bu soruların yanıtını göreceğiz.

İlgili yazı: Su Dünyası >> Kutuplardaki bütün buzlar erirse ne olur?

Adını deterjandan alan parçacık.

 

Heyecanlı bir fizik öyküsü

Fizik bilimini en çok romantik ve epik edebiyata benzetirim: Cesur fizikçiler matematiğin bulanık sularına dalarak evrenin gizemlerini aydınlatmak için zorlu bir mücadele verirler. Ancak, bu mücadelenin sonunda hiç beklemedikleri gerçeklerle karşılaşarak teorilerine yeni keşiflerini eklerler.

Bizim örneğimizde ise temel fizik kuvvetleri arasındaki küçük bir tutarsızlık vardı ve bu da simetri kırılmasıydı. Beklenmedik keşif ise aksiyon parçacığı oldu (Nitekim bu parçacığı gerçek hayatta gözlemlersek karanlık maddenin ne olduğunu da göstermiş olacağız).

Gerçekten de simetri fizikteki en güçlü kavramlardan biridir. Zaman kristalleri, kuantum klonlama yasak, Kuantum Darwinizm, sicim teorisi, 7 ekstra uzay boyutu ve holografik evren yazılarında farklı açılardan defalarca anlattığım gibi simetri olmasa evren de olmazdı.

Örneğin kuantum fiziği uzay ve zamanda simetriktir. İşte bu yüzden geçmişte ve bugün gözlemlenebilir evrenin her yerinde geçerlidir ki yarın da aynen geçerli olacaktır (belki evrenin yaşlanacağı o en uzak gelecek hariç). Peki simetri kırılması nedir?

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Fizik yasalarının ortaya çıkışı

Yukarıda sizi yazı linki bombardımanına tuttum. Bu yüzden ve yazımızın konusundan sapmamak için sadece şunu söylemekle yetineceğim: Evreni oluşturan büyük patlama anında uzay çok sıcaktı.

Bu yüksek enerjide elektromanyetik kuvvet ve kütleçekim kuvveti gibi fizik kuvvetleri tek kuvvet gibi davranıyordu. Kısacası evrenin var olabileceği en yüksek sıcaklıkta (mutlak sıcak deriz) her şey simetrikti.

Ancak, evren kısa sürede genişleyerek soğudu. O zaman deyim yerindeyse fizik kuvvetleri Rapunzel saçını çözer gibi birbirinden ayrıldılar. Farklı kuvvetlerin ortaya çıktığı bu olaya simetri kırılması diyoruz ve bu da bizi aksiyon parçacıklarına getiriyor. Bakın nasıl?

Öncelikle simetriyi sadece evrensel geçerlilik olarak ele almayın. Aynada sizi sol elli gösteren görüntünüz de simetriktir. Ayrıca antimadde parçacıklarının elektrik yükü de simetriktir. Elektron eksi yüklü iken pozitron, adı üstünde pozitif yüklü bir parçacıktır vb.

Ancak evrenle yazı tura atamazsınız!

Tamam, Einstein’ın dediğinin tersine ve Niels Bohr’un dediği gibi, kuantum fiziğindeki belirsizlik ilkesi yüzünden evren sürekli zar atar. Oysa yazı tura atmak simetriktir; ama plütonyum gibi radyoaktif atomların bozunmasından sorumlu olan zayıf nükleer kuvvet yüzde 100 simetrik değildir. Yaşadığımız evreni anlamak için kullandığımız ayna evrende bile zayıf kuvveti ters çeviremezsiniz. Elektronların hem ayna görüntüsünü hem de yük simetrisini alırsanız (antimadde) iş patlar ve fizik bozulur.

İlgili yazı: Dünyada 12 Metrelik Eksen Kayması Oluştu

Kuantum alanlarının salınımı.

 

Aksiyon ve simetri kırılması

Demek ki bu da bir simetri kırılmasıdır. Bütün fizik kuvvetlerinin ayna görüntüsünü alamamak bir simetri kırılmasıdır (bileşik yükle birlikte ayna tersinmesinin imkansız olması veya İngilizce kısaltmasıyla CP ihlali). Fizikçiler de CP ihlalini görünce nükleer fiziği tanımlayan güçlü kuvvetin de CP simetrisini ihlal edebileceğini düşündüler. Durduk yere neden ortalığı karıştırdılar derseniz:

Güçlü nükleer kuvveti tanımlamakta kullandığımız QCD teorisi (kuantum renk dinamiği) güçlü kuvvette simetri kırılması olması gerektiğini söylüyor da ondan. Yoksa inanın en meraklı fizikçiler bile dertsiz başına dert almak istemez.

Güçlü kuvvet atom çekirdeklerini oluşturan bileşik proton ve nötron parçacıklarını (nükleon) oluşturan kuark parçacıklarını ve kuarkları birbirine bağlayıp yapıştıran gluonları tanımlar. Zaten gluonlar güçlü kuvvetin taşıyıcısı olan parçacıklardır. Aslında QCD konusu güçlü kuvvet neden güçlü yazısından daha ayrıntılı bir yazı istiyor ama ona sonra geleceğiz.

Bugün QCD modelindeki CP ihlalini görelim: QCD uyarınca simetri kırılması varsa nötronların da nötr olmasına rağmen pozitif ve negatif elektrik yükler arasından geçen akıma benzer şekilde, zayıf bir elektrik alanı üretmesi gerekir. Buna elektrik dipol alanı diyoruz ve bunu elektronlara benzetebilirsiniz:

Aksiyon parçacığına götüren çelişkiler

Bu alan parçacıkların iki kutuplu küçük bir mıknatıs olması gibidir ve ½ gibi spin durumlarını oluşturur. Oysa nötronu ne kadar ölçersek ölçelim dipol alanı (iki kutupluluk) göremedik. Ya nötronun dipol alanı aygıtlarla ölçebileceğimizden trilyon kat zayıf ya da dipol alanı yok. Güçlü nükleer kuvveti tanımlayan QCD modelindeki bu çelişkiye güçlü CP sorunu diyoruz. Fizikçiler bu sorunu çözmek için aksiyon parçacığını icat ettiler ve sonra da bunun karanlık madde olabileceğini söylediler.

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

Karanlık madde galaksi kümelerin saran görünmez bir bulut oluşturuyor.

 

Aksiyon parçacıklarının kökeni

Fizikte bütün kuvvetlerin uzayda yayıldığı ve biz insanlar gibi cisimleri etkilediği bir enerji alanı vardır. Elektromanyetik alan gibi. Bu alanları kuantum alan kuramıyla tanımlarız. Dolayısıyla fizikçiler QCD modelindeki CP ihlali eksikliğini gidermek ve bunu nötronlara hiç göremediğimiz bir elektrik alanı eklemeden yapmak için yeni bir kuantum alanı eklediler.

Ayrıca kuantum alan kuramındaki bütün enerji alanlarının kendine ait bir parçacığı vardır. Yeni alanın parçacığının adı da aksiyon oldu ve bu alanın minimum enerji değeri de ilk başta teta (Θ) denilen yeni bir evrensel sabit ile gösterildi. Fizikçilerin bu alanı, kozmik sabiti ve parçacığı neden eklediğini göstermek için biraz tekniğe girmemiz gerekiyor. Biz de işe minimum enerji değeriyle başlayalım:

Kuantum fiziğindeki alanların minimum enerji değerini bu alanların içindeki bütün parçacıkları çıkararak elde ederiz. Örneğin, aksiyon parçacıkları varsa bunları içinde gezindikleri alandan çıkardığımız zaman, bu alanın en düşük enerji değerini buluruz. Bunu da teta sabiti ile gösteririz. Neden derseniz detayları kuantum köpük yazısında ama özetle:

Kuantum fiziğindeki belirsizlik ilkesi yüzünden boş uzay bile bomboş değildir. Boş uzayı kuantum enerji alanları doldurur ve bu alanlar içinde hiçbir şey olmasa bile, belirsizlik ilkesi yüzünden rastgele titreşirler. Dolayısıyla boş uzay ve kuantum alanlarının boş enerjisi sıfıra eşit değildir. Sıfırdan biraz daha yüksek bir değerdir. Her alanın minimum enerji değeri de (teta gibi) birbirinden farklıdır.

İlgili yazı: İnternette teknik takip ve gözetimi önleme rehberi

 

Aksiyon ve skalar alanlar

Gerçi gözlemlenebilir evrende kozmolojik sabitlere karşılık gelen alanlar dışında boş alan yoktur. Ne de olsa evrende madde, karanlık madde, karanlık enerji ve radyasyon var. Kuantum alanları tümüyle boş olsa evren olmazdı zaten.

Öte yandan, fizik yasalarını tanımlamakta kullandığımız bütün teorik boş alanlar (kozmolojik sabit alanları) aslında birer skalar alandır. Skalar alan özel bir kuantum alan türüdür ve kuantum fiziğinde içi tümüyle boşaltılan veya parçacıklarla doldurularak maksimum enerjiye ulaşan bütün alanlar skalar alanlara dönüşür.

Sonuçta boş alanlar hep minimum enerji düzeyindedir; ama belirsizlik ilkesi yüzünden tek bir kesin minimum enerji değerinde olamazlar. Rastgele salınıp titreşirler. Dolayısıyla elektromanyetik alan ve yerçekimi gibi dinamik alanların minimum değeri yoktur. Bunun yerine kendine özgü bir minimum olası enerji değeri aralığı vardır. Teoride sahip olabilecekleri en düşük ortalama değer ise tabii ki evrensel sabitlerle belirlenir. Peki bu ne anlama geliyor?

İlgili yazı: NASA Açıkladı: Europa Uydusunda Hayat Var mı?

Süper aktif süper kütleli kara delik kuasarlar kutuplarından uzaya gaz jeti püskürtür. Bu jetler bize bakınca aşırı parlak gözükür. Bu tür kuasarlara blazar deriz.

 

Aksiyon ve sanal parçacıklar

Şu anlama: Boş enerji alanları kendine özgü minimum enerji aralığındaki bütün olası minimum enerji değerlerini aynı anda alıyor; çünkü boş alanlarda gerçek parçacıklar yoktur. Bu yüzden bu alanların titreşimlerini -1’in karekökü gibi sanal parçacıklarla gösteririz. Üstelik kuantum alanları kuantum fiziğinin determinist yanıdır; yani bunları görelilik teorisindeki yerçekimi alanı gibi tanımlarız.

Kısacası kuantum alanlarını sonsuz küçük parçaya bölebiliriz ve bu alanlar kuantum parçacıklarının tersine kesintisiz, süreğen alanlardır. Dolayısıyla sonsuz sayıda sanal parçacık içerirler ve onlara fazladan bir sanal parçacık ekleyip çıkarmak alanı asla değiştirmez. Unutmayın, bunlar boş alanlardır!

İşte bu yüzden minimum enerji aralığında sonsuz sayıda minimum enerji değeri vardır ve boş kuantum alanları ile kozmolojik sabit alanları bu değerlerin hepsine aynı anda sahiptir. Boş kuantum alanlarının özelliklerini sıcaklık ve basınç gibi farklı parametreler yerine tek bir parametre ile tanımlayabiliriz.

Öyle ki boş alanın bir yerinde minimum enerji değerini ölçtüğünüz zaman, o değerle alanın tamamını tanımlarsınız (QCD’deki CP ihlali için bu değerin teta kozmik sabiti olduğu düşünüldü). Sonuç olarak bir alanın tamamını tek ölçüm ve parametreyle tanımlayabildiğiniz bütün alanlar skalar alanlardır. Bunlar fizik yasalarının nasıl uygulanacağını gösteren çerçeveler ve kurallar kitabı gibidir.

Skalar alanlar ve büyük patlama

Evrenin büyük patlamayla oluşmasını sağlayan inflaton enerji alanı da (yaşadığımız evrenin kısa süre için ışıktan hızlı şişmesini sağlayan alan) bir skalar alandır. Ne de olsa bu alan çökünce sıcak büyük patlamaya yol açarak yaşadığımız evrenin fizik yasalarını, yani referans çerçevesini ve kurallar kitabını oluşturdu! Inflaton alanı çökünce olası bütün evrenlerin minimum enerji değerini (boş uzay, vakum) alabilir; ama bu kadar bilgi yeter. Şimdi konuyu karanlık madde ve aksiyon parçacıklarına bağlayalım:

İlgili yazı: Evrenin En Büyük Yıldızı UY Scuti mi?

Karanlık madde Dünya’nın içinden geçiyor ama hayalet gibi görünmez olduğu ve etkileşim kurmadığı için biz bunu fark etmiyoruz.

 

Aksiyon ve bulaşık deterjanı Axion

Yine yukarıda yazılanlara şöyle bir bakar ve tetanın bir kozmolojik sabit olmasından yola çıkarsanız teta değerinin sıfır olması gerektiğini düşünebilirsiniz. Teta boş alanın değeri ise değer aralığı da pratikte sıfır olacak kadar sıfıra yakın olacaktır.

Peki güçlü nükleer kuvvette CP ihlaline yol açarak simetri kırılmasına neden olan teta kuantum alanının değeri gerçekten de sıfır olabilir mi? Sonuçta bu alan nötronlarda göremediğimiz çok zayıf bir enerji alanıdır.

Oysa bu da işin mantığına aykırı: Mademki kuantum fiziğinde bütün dinamik alanların kendine ait bir parçacığı var, öyleyse hiçbir alanın boş enerji değeri sıfır olamaz. Bu durumda teta alanının da çok düşük enerjili bir parçacığının olması gerekiyor. Tabii bunu söylerken tetanın skalar değil, kendi parçacığını oluşturan dinamik bir alan olmasını ima ediyoruz. Bunu nereden çıkardık peki?

Açıkçası tetanın dinamik bir alan olması gerektiğini düşündürecek sebeplerimiz var: Tamam, belirsizlik ilkesi yüzünden evrende tümüyle rastlantısal olarak enerji değeri 0 olan bir skalar alan ortaya çıkmış olabilir. Ancak, fizikçiler rastlantısallığı sevmezler; çünkü bilim doğayı neden-sonuç ilişkileri kurarak açıklar. Tesadüfi veya tanrısal olarak değil. Özetin özeti, temel parçacıkları tanımlayan standart modelde tetanın sıfır olmasını gerektiren hiçbir neden bulunmuyor.

İlgili yazı: 14 Yaşında Kendini Donduran Kız

Aksiyon-parcaciklari-karanlik-madde-mi

Bulutsu içinde temsili kuasar gaz jeti.

 

Nihayet aksiyon geliyor

O zaman da Roberto Peccei ve Helen Quinn 43 yıl önce oturup düşündüler. Güçlü kuvvetteki simetri kırılmasını nötronları bozmadan göstermek için çok zayıf bir enerji alanına ihtiyaçları vardı ve bu alanın değeri de sıfır veya sıfıra yakın olmalıydı. Dediler ki ya teta, lamda gibi kozmolojik sabit değil de dinamik bir kuantum alanıysa? Ya tetanın değeri uzay-zamanda sıfır değilse?

Sonuçta skalar alanlar kendini tanımlayan enerji aralığındaki bütün minimum değerleri alıyor (inflaton alanı gibi maksimum enerjiye sahipse maksimum değerler için de bunu yapıyor). Öte yandan ve termodinamik gereği ister skalar olsun ister dinamik alan, bütün enerji alanları her zaman yatışarak en düşük enerji durumuna geçmek isterler; çünkü termodinamik olarak en sürdürülebilir durum budur.

Bu sebeple teta alanının değeri gerçekten sıfıra yakın olabilir. Ancak, teta sıfırdan farklı değerler alabiliyorsa bunlar yine de sıfırdan büyük olacaktır. Bu alanın salınımları ise kesin yeni parçacıklar üretecektir (Zaten parçacık dediğiniz nedir ki? Tahrik olmuş kuantum alanlarındaki enerji salınımlarıdır). Teta salınımları da fizikte henüz keşfedilmemiş parçacıklar üretecektir.

Peki bunlar ne olabilirdi? Artık evrenin gizemini aralamaya yönelik bu fizik hikayesinin sonuna yaklaşıyoruz. Teta alanı salınımlarının yeni parçacıklar halinde kuantumlaştırılabileceğini fark eden ilk fizikçiler Frank Wilczek ve Steven Weinberg oldu. Bu parçacıklara da aksiyon dediler. Böylece güçlü kuvvetteki CP simetrisi ihlali sorununu “çözüp temizleyebileceklerdi”. Wilczek’in dediğine göre, aksiyonların adını temizlik deterjanı Axion’dan almasının sebebi budur.

İlgili yazı: Herkes Nerede? Uzaylılar ve Fermi Paradoksu

Aksiyon-parcaciklari-karanlik-madde-mi

Manyetarlar aşırı manyetik nötron yıldızlarıdır ve aksiyonlar varsa en güçlü aksiyon fabrikalarından biri olabilir.

 

Peki ya karanlık madde?

Buraya dek aksiyon parçacıklarının nasıl türetildiğini gördük. Sıra bunların neden karanlık madde olabileceğine geldi. Bu kez şanslıyız; çünkü aksiyonları karanlık madde yapan özellikler, aynı zamanda karanlık maddenin neden görünmez olduğunu da açıklıyor.

Öncelikle aksiyon parçacıklarını henüz saptamadığımızı belirtelim. Bazı fizikçilerin de karanlık maddenin başka parçacıklardan oluştuğunu düşündüğünü belirtelim. Ancak, bugün karanlık madde adaylarından aksiyonlara odaklanıyoruz. Bu varsayımsal parçacıkların elektrik yükü ve dolayısıyla kuantum spini yoktur. Dahası çok hafiftirler. Elektrondan bile daha düşük kütleye sahiptirler.

Ayrıca güçlü ve zayıf kuvvetle de çok zayıf etkileşime girerler. Hafif olduğundan yerçekiminden pek etkilenmezler. Bu da karanlık maddenin galaksileri oluşturmasını kolaylaştırır. Neden derseniz: Karanlık maddenin yerçekimi ancak çok sayıda aksiyon bulunan geniş alanlarda etkilidir. Bu da karanlık madde haleleri içinde oluşan galaksilerin aşırı yerçekiminden çöküp kara deliğe dönüşmesini engeller. Aynı zamanda dev karanlık madde bulutlarının içinde binlerce galaksinin oluşmasına izin verir.

Dahası yapılan hesaplamalar büyük patlama sırasında çok sayıda aksiyon oluştuğunu gösteriyor. Karanlık maddenin evrenin yüzde 27’sini oluşturarak normal maddeden beş kat bol olmasının sebebi de budur. Öyleyse karanlık madde neden görünmez?

İlgili yazı: Zamanda Yolculuk İçin Büyükbaba Paradoksu Çözüldü

Karanlık madde var. Dolaylı yoldan varlığını kanıtladık ama karanlık madde parçacıkların ne olduğunu bilmmiyoruz.

 

Aksiyon ve fizik kuvvetlerinin özü

Bunu görmek için bir parçacığın bir kuvvetle etkileşime girmesiyle o kuvveti hissetmesinin iki ayrı şey olduğunu bilmemiz gerekiyor. Öyle ki bir parçacık elektromanyetik kuvveti hissedebilir ama yine de ondan etkilenmeyebilir.

Nitekim aksiyonların elektrik yükü yok ama elektromanyetik kuvvetle etkileşim kurabiliyorlar. Bunu da güçlü kuvvet yoluyla foton üreterek yapıyorlar. Evet, biraz kulağı tersten göstermek gibi; ama güçlü kuvvetle üretilen fotonların aslında elektromanyetik kuvvetin taşıyıcısıdır!

Bu da bizi karanlık madde adayı aksiyonların egzotik özelliklerine getiriyor: Aksiyonlar önce bir çift sanal kuark üretiyor. Sonra bunlar Primakoff etkisiyle bozunup iki fotona dönüşüyor.

Öyle ki dışarıdan bakınca güçlü bir manyetik alana maruz kalan aksiyonlar fotonlara dönüşüyor gibi görülüyor. Dahası bu süreçle fotonların da aksiyona dönüşmesi mümkün olmalı. Öyleyse aksiyonların doğada gerçekten var olup olmadığını bu şekilde test edebiliriz!

İlgili yazı: Maddenin Kökeni Parçacık mı, Yoksa Enerji mi?

Aksiyon-parcaciklari-karanlik-madde-mi

Güneş’in üretebileceği aksiyonları X ışını uzay teleskoplarıyla veya yeryüzündeki detektörlerle görmek mümkündür.

 

Haydi aksiyon testleri yapalım

Kalın bir metal duvara ışık tutun. Işığı oluşturan fotonlar, duvarı oluşturan atomların güçlü manyetik alanı tarafından saptırılacak ve gerisin geri yansıyacaktır (ayna gibi değil ama saçılım yoluyla). Sonuçta duvar aydınlanır ve ışık duvarın içinden hayalet gibi geçemez.

Öte yandan, bazı fotonlar metalik atomların güçlü manyetik alanından etkilenip aksiyonlara dönüşürler. Bunlar da manyetik alandan etkilenmediği için duvarın içinden geçer ve dışarı çıkarken tekrar fotona dönüşürler.

Biz de metal duvara bakarız ve öte tarafından ışık çıkıyorsa “A, bunlar aksiyon izleri!” deriz. Tabii pek az foton aksiyona dönüşeceği için bu çıplak gözle görebileceğiniz bir şey değildir ve nötrino detektörlerinden daha hassas detektörler gerektirir. Ne yazık ki bu deneylerle aksiyonları göremedik.

Belki de Dünya’da üretemeyeceğimiz kadar güçlü manyetik alanlara ihtiyacımız var. Sonuçta aksiyonların sayısı azsa bunlardan bol miktarda üretmek için astronomik manyetik alanlar kullanabiliriz. Süper aktif kara delikler olan kuasarların güçlü manyetik alanlarına veya aşırı manyetik nötron yıldızı olan manyetarlara ne dersiniz? Belki bunlara bakınca aksiyon ışığını görebiliriz.

İlgili yazı: Kuantum Silgisi ile Zamanı Silmek Mümkün mü?

Aksiyon-parçacıkları-karanlık-madde-mi

 

Aksiyon teleskopu kullanıyoruz

Avrupa Nükleer Araştırmalar Merkezi (CERN) bünyesindeki Aksiyon Güneş Teleskopu (CATS) tam da bunu yapıyor. Ancak, uzak kara delik ve nötron yıldızları yerine, Güneş’in güçlü manyetik çekirdeğinin üretebileceği aksiyonları güneş ışığında arıyor. Sonuçta çekirdekteki güçlü X ışınları güçlü manyetik alanlar üzerinde kayan proton ve elektronları sağa sola saçan yoğun radyasyon basıncı üretiyor.

Aksiyon üretmenin en iyi yollarından biri bu. Diğer yolları ise kara delik ve manyetarlara ek olarak en enerjik kuasarlar olan blazarlar… Bunlar da aksiyon üretebilir ve biz de bunları CATS gibi kendi güçlü manyetik alanını üreten detektörlerle yeniden fotonlara dönüştürüp tespit edebiliriz. Sonuçta bunlar X ışını yerine daha güçlü gama ışınları üretecekler, gama fotonları da daha çok aksiyon oluşturacaklar.

Ne yazık ki bugüne dek hiç aksiyon görmedik. Belki bunlar sandığımızdan daha hafif ve fizik kuvvetleriyle çok zayıf etkileşime giriyor; ama belki de karanlık madde elektromanyetik kuvvetle etkileşime girmediği için görünmez olan aksiyon parçacıklarından oluşmuyor. Yine de aksiyon çok iyi bir karanlık madde adayı: Işıkla doğrudan etkileşmiyor, diğer fizik kuvvetlerinden de pek etkilenmiyor. Dahası aksiyonların yüksek enerjili olaylarda üretilmesi, aynı zamanda evrenin en yüksek enerjili olayı olan büyük patlama sırasında bol miktarda üretilmiş olmaları demek.

Öyleyse karanlık maddenin normal maddeden 5 kat fazla olmasının ve sağladığı ek yerçekimiyle galaksi çekirdeklerini yaratmış olmasının nedeni de aksiyonlar olabilir. Peki Karanlık Enerji Yoksa Cüsseli Kütleçekim Var mı? Onu da şimdi görebilir ve eliniz değişmişken karanlık maddenin süper sıvı olup olmadığına bakabilirsiniz. Güzel ve rahat bir hafta sonu olsun.:)

Fermilab karanlık maddeyi arıyor


1Axion Dark Matter Detection with CMB Polarization
2The dark-matter axion mass
3DANCE: Dark matter Axion search with riNg Cavity Experiment

Add a Comment

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir