Antimadde üzerine yapılan yeni bir araştırma, karanlık madde olarak zayıf etkileşimli büyük kütleli parçacık (WIMP) tartışmasını yeniden gündeme getirdi.
Evrendeki karanlık maddenin gizemi aydınlanıyor mu?
Journal of Cosmology and Astroparticle Physics’te (JCAP) yayımlanan yeni bir araştırma, evrendeki antimadde izlerini inceleyerek, karanlık maddeyi oluşturabilecek Zayıf Etkileşimli Büyük Parçacıklar (WIMP) adı verilen parçacıkların olabileceğini ortaya koydu.
Geçmiş yıllarda yapılan araştırmalar WIMP’lerin karanlık madde olmak için tüm gereklilikleri yerine getirdiğini keşfetti. Aksine, son yıllardaki araştırmalar, bu parçacıkların tüm sınıflarının, kendilerine özgü emisyonlarına dayanarak dışlanmasına yol açtı. Tamamen bırakılmasalar da, olası WIMP türlerini tespit etmeye yönelik metodolojiler önemli ölçüde daraldı.
International Space Station’da (ISS) gerçekleştirilen Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02) ismi verilen deney, anti-helyum çekirdeklerini üretenin WIMP’ler olabileceğini ortaya koydu. Teoriye göre, iki WIMP parçacığı karşılaştığında birbirlerini ortadan kaldırabiliyor. Diğer bir deyişle, birbirlerini yok ederek ve madde ile antimadde parçacıkları üretebiliyorlar.
Madrid Teorik Fizik Enstitüsü’nden fizikçi Pedro De la Torre Luque, WIMP’lerin teorize edilmiş ancak hiç gözlemlenmemiş parçacıklar olsalar da karanlık madde için ideal aday olabileceklerini söylüyor.
AMS-02 tarafından gözlemlenen anti-helyum çekirdekleri iki farklı izotoptan oluşuyor; anti-helyum-3 ve anti-helyum-4. Aynı element olmalarına rağmen çekirdekte farklı sayıda nötron bulunuyor. Anti-helyum-4 çok daha ağır ve çok daha nadir bulunuyor. Kütleleri arttıkça daha ağır çekirdeklerin üretiminin giderek daha az olası hale gelmesine rağmen deney sırasında bunlardan çok sayıda görmek WIMP’lerin karanlık madde olabileceği düşüncesini yeniden tartışma gündemine taşıdı.
De la Torre Luque, en iyimser modellerde bile, WIMP’lerin yalnızca tespit edilen anti-helyum-3 miktarını açıklayabildiğini, ancak anti-helyum-4 miktarını açıklayamadığını söylüyor. Bunun da şu ana kadar önerilen WIMP’lerden daha tuhaf veya daha “egzotik” bir parçacık bulmayı gerektiğini ekliyor. Bu nedenle, De la Torre Luque ve meslektaşlarının çalışması, WIMP’lere giden yolun henüz kapanmadığını gösteriyor. Artık çok daha hassas gözlemlere ihtiyaç olduğunu ve teorik modeli genişletmek veya uyarlamak gerektiğini gösteriyor.
Antimadde nedir?
Fizikte antimadde, sıradan maddenin elektronları, protonları ve nötronlarıyla aynı kütleye, elektrik yüküne ve manyetik momente sahip olan ancak elektrik yükü ve manyetik momenti işaret olarak zıt olan alt atomik parçacıklardan oluşan madde olarak adlandırılıyor. Bugün bildiğimiz maddeler negatif elektron, pozitif proton ve nötr nötronlardan oluşurken anti maddedeki alt parçacıklar tam tersi yüklere sahip. Özetle; elektronlara, protonlara ve nötronlara karşılık gelen antimadde parçacıklarına pozitron (e+), antiproton (p) ve antinötron (n) deniyor.
Madde ve antimadde, çarpışıp birbirlerini yok ederek gama ışınları veya temel parçacıklar şeklinde büyük miktarda enerji açığa çıkardıkları için yakın mesafede saniyenin küçük bir kısmından daha uzun süre bir arada bulunamazlar.
Şu an evrende bulunan anti maddenin bir kısmının Büyük Patlama (Big Bang) sırasında oluştuğu düşünülüyor.
Kaynak: EurekAlert
