Quanta Magazine’de 26 Ocak’ta Natalie Wolchover’ın kaleme aldığı derlemeye göre parçacık fiziği bir çıkmaza girmiş olabilir. 2N Haber, 2018’de 30 binden fazla okuma alan “Kaotik evren teorisi” çalışmasıyla gündeme gelen Prof. Dr. Ekrem Aydıner’le fizikte paradigma sıkışması yaşanıp yaşanmadığını tartıştı.
19. yüzyıl sonlarında Newton’ın temelini attığı klasik fizik paradigması, 20. yüzyılda elektromanyetizma, kuantum alan teorisi, Genel görelilik gibi teorilerle radikal yön değişimlerine uğradı. 21. yüzyıla gelindiğinde pozitif bilimlerin elinde evrenin doğasını açıklamak için büyük kabulü gören ‘standart model’ vardı.
Kozmolojide standart modelle açıklanan olgular, parçacık fiziğinde sorun olabiliyor. Özellikle karanlık madde, antimadde asimetrisi ve kütlelerin kökeni gibi temel sorular, mevcut kuramsal çerçeve içinde tatmin edici yanıtlar bulmakta zorlanıyor. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda (LHC) Higgs bozonunun 2012’de keşfedilmesi, standart modelin deneysel olarak en önemli öngörülerinden birini doğrulasa da, bu tarihten sonra beklenen “yeni fizik” sinyallerinin gelmemesi, alandaki tartışmaları daha da derinleştirdi.
Yeni parçacık arayışı boşuna olabilir mi?
Quanta Magazine’de yayınlanan derlemede de vurgulandığı gibi, parçacık fiziği bugün bir durgunluk ya da yön arayışı döneminden geçiyor olabilir. Deneyler, artan hassasiyetle standart modelle uyumlu sonuçlar üretirken, onu aşacak açık sapmalar henüz gözlenemiyor. Bu durum, bazı fizikçileri daha büyük ve daha güçlü deney düzenekleri önermeye iterken, bazılarını ise farklı teorik yaklaşımlara yöneltiyor.
Bu noktada Prof. Dr. Ekrem Aydıner, fizikte yaşanan durumun mutlak bir tıkanma olarak okunmaması gerektiğini ancak yeni teorilere ihtiyaç duyulan bir sıkışma olarak tanımlanabileceğini savunuyor. Aydıner’e göre, bilim tarihinde paradigma değişimleri genellikle uzun süreli birikimlerin ve kavramsal gerilimlerin sonucunda ortaya çıktı. Klasik fiziğin sınırları, 19. yüzyılın sonlarında küçük tutarsızlıklar olarak belirmiş, bu sorunlar 20. yüzyılda kuantum mekaniği ve genel görelilik gibi köklü teorilere zemin hazırlamıştı.
Prof. Dr. Ekrem Aydıner’e göre fizikte bugün yaşanan tartışma, tek bir teorinin başarısızlığından çok, farklı kuramsal çerçevelerin yan yana var olmasından kaynaklanıyor. Klasik mekanik, kuantum mekaniği, görelilik ya da kaos teorisi birbirini tamamen ortadan kaldıran değil, farklı ölçeklerde işleyen paradigmalar olarak çalışıyor. Bu nedenle fizikte bir teoriyi “kaldırıp yerine yenisini koymak” mümkün olmuyor. Her teori doğanın belirli bir alanını başarıyla açıklarken, başka bir ölçekte yetersiz kalabiliyor.
Her şeyden önce teori lazım
Aydıner’e göre sorun, mevcut teorilerin yanlış olması değil; tersine, belirli sınırlar içinde son derece güçlü olmaları. Ancak bu güç aynı zamanda bir sınıra da işaret ediyor. Doğayı anlamak için kullandığımız araçlar bir noktaya kadar ilerlememizi sağlıyor, fakat o eşiğin ötesinde açıklama kapasitesi daralıyor. Özellikle parçacık fiziğinde kurulan sistematik yapı, temel parçacıkları ve etkileşimleri büyük ölçüde açıklasa da, evrenin tamamına dair soruları yanıtlamakta zorlanıyor.
Örneğin parçacık fiziğinde kabul gören kuantum alan teorisinde karanlık maddeye karşılık gelen bir parçacık tanımlı değil. Buna karşılık kozmolojide galaksi dönüş eğrileri ve büyük ölçekli yapı oluşumu gibi gözlemler, karanlık maddenin varlığını hesaba katmayı zorunlu kılıyor. Bir alanda sorun oluşturmayan eksiklik, başka bir alanda temel bir açıklama açığına dönüşebiliyor.
Aydıner bu tabloyu “paradigma sıkışması” olarak tanımlıyor ve bunu şöyle ifade ediyor:
“Teorimize güveniyoruz, teorimiz sağlam, işe yarar ama bir noktadan sonra elimizdeki teori bizi sınırlıyor. Bizi sınırlayınca da doğayı, hakikati anlama çabamız eksik kalıyor. Bir yere kadar anlıyoruz ama bir yerden sonra anlayamıyoruz. İşte paradigma sıkışması tam burada başlıyor.”
CERN’in planladığı Future Circular Collider (FCC) gibi daha yüksek enerjili deneylerin bu sıkışmayı aşıp aşamayacağı ise ayrı bir tartışma başlığı. Aydıner’e göre yalnızca daha büyük deneysel araçlar yeterli olmayabilir; asıl ihtiyaç, deneyleri yönlendirecek yeni kuramsal çerçevelerin geliştirilmesi olabilir. Aydıner, “Parçacık fiziğinde olsun, fiziğin başka alanlarında olsun bir şey keşfedilecekse onun önce teorisinin yapılması lazım. Yani teorisini yapamadığın bir şeyi deneysel veya gözlemsel olarak keşfetmek pek olası durmuyor. El feneriyle karanlıkta bir şey arıyorsun ama ne arıyorsun belli değil,” diyerek fizikteki mevcut tablonun, bir çöküşten çok, yeni bir düşünme biçiminin eşiğinde olunduğuna işaret ediyor.
Kaynak: 2N Haber