Antimaddenin sırrı çözülüyor

Daha önce ALPHA projesinde 2010’da ilk kez anti-madde atomları yaratılarak, hapsedilerek ilk kez üzerinde çalışılabilmişti. Sonraki sene ise bu atomlar 16 dakikalığına stabil korunarak büyük bir gelişme sağlanmıştı. İşte bu gelişmeyle ekip ekstra zaman kazanarak, anti-madde spektrumlarını haritalamayı başardı.

 

Normalde her element belli bir dalga boyunda ışık yayar veya absorblar. Yani elementin bir spektrumu var. Spektroskopi alanıyla uğraşan bilim insanları , bunu kullanarak sularda iyon arayabilir ya da uzak yıldızların iç bileşimini tanımlayabilir. 

Bundan dolayı, ekip anti-hidrojen spektrumunu ilk kez gözlemek ve bunu hidrojen kıyaslamak istedi. Hidrojen en sade ve en iyi bilinen elementlerden biridir. Standart Model’e göre iki spektrum birbirinin aynı olmalıdır, öyle ki herhangi bir farkın evrenimizi anlamada ciddi tesirleri olacaktır. “Anti-hidrojene geçişi gözlemlemek için lazer kullandık ve hidrojenle aynı fizik kanunlarına uyduğunu görmek anti-madde araştırmasının anahtar hedefiydi,” diyor ALPHA projesi temsilcisi.

 

 

Anti-Madde Nasıl Oluşturuldu? 

Fakat anti-madde oldukça karışık bir şey olduğundan, spektrumunun çalışılması birkaç zorluğun üstesinden gelmek gerekiyor. İlki onu elde etmek. Normalde Büyük Patlama teorisine göre madde ve anti-madde aynı miktarda ve eşit üretildi.

 

 Peki neden başlangıçta madde oluşurken, anti-madde aynı şekilde oluşmadı? Araştırmacılar halen bu sorulara cevap arıyorlar. Anti-madde dünyada bulunmadığından, bilim insanları kendi anti-maddelerini yapmak zorunda kaldılar. Bunun için pozitronlar plazmayla karıştırılarak 90,000 kadar anti-proton üretilerek anti-hidrojen atomları üretildi. Anti-hidrojen üretmek ise ayrı bir zorluktu. 

Maddenin zıttı anti-madde olduğundan eğer bir araya gelirlerse, anında birbirlerini yok ediyorlardı. “Anti-protonlar yada pozitronlar yüklü parçacıklar olduğundan onları yakalamak ve hareket ettirmek kolay. Fakat nötral anti-hidrojen elde ettiğinizde bunu tuzağa düşürmek çok daha zor. İşte bu nedenle çok özel bir manyetik tuzak yapıldı ki, bu anti-hidrojenin de biraz manyetik olmasına dayanıyor,”diyor Hangst. 

 

Anti-hidrojenin çok küçük bir kesri yaratılabiliyor ve bu parçacıklar yaratıldıktan sonra ancak çok yavaş hareket ettirilebiliyor. Ekip 25,000 civarı anti-hidrojen atomu üretti. Sonrasında bu atomlar iki ayrı yaratım  döngüsüyle ortalama 14 anti-atomun tuzağa düşürülmesiyle sonuçlandı. 

 

Bir sonraki aşamada bilim adamları, bu birkaç anti-madde atomunu lazer ışınıyla çok özel bir frekansa ayarlayarak anti-hidrojen spektrumunu çalıştı. 1S-2S geçişini gözleyerek, Standart modele uygun bir şekilde anti-hidrojen ve hidrojen atomu spektrumu arasında fark gözlemledi. Bu sonuç bugünkü teknolojinin imkan verdiği nokta aslında. 

 

ALPHA ekibi spektrumu gelecekte daha kesin bir şekilde ölçerek, Standart modeli daha kesin bir şekilde irdelemek istiyor.

 Araştırma Nature dergisinde yayımlandı.