Gerçeğin tuhaf yansıması: Antimadde

0
1732

Dan Brown, bir romanında, antimadde kullanarak Vatikan’ı havaya uçurmaktan söz ediyor. Peki antimadde kullanarak böyle bir şey yapmak mümkün mü?  Antimadde sadece bilim kurgu dünyasına özgü bir kavram mı? Antimadde bir gün bu kitap kadar ünlü olacak mı bilinmez ama günümüzde bilim insanları bu gizemli maddeyi elde edip çeşitli kullanım alanlarının hizmetine sunmak için çabalıyor.

Antimadde yada karşıt madde sadece bilim kurgu dünyasında gördüğümüz bir kavram değildir. 1920 yılında ingiliz fizikçi Paul Dirac, Dirac denklemiyle alıştığımız maddenin tam tersi olan bir maddenin varlığını ortaya koymuş ve daha sonra gözlemlerle varlığı doğrulanmıştır.

1920’lerde Paul Dirac, fizik dünyasındaki son gelişmeler olan, Einstein’ın özel görelilik teorisini ve kuantum fiziğini bir araya getirmeye çalıştı. Özel görelilik teorisi, cisimlerin hızlarının ışık hızına yaklaştığı durumları; kuantum fiziği ise parçacıkların küçük ölçekte nasıl davrandıklarını tanımlar. Daha önceki yıllarda bu iki teori birbirinden bağımsız gelişti. Fakat atomun yapısındaki elektronun hareketini tanımlamak için her ikisine de ihtiyaç vardı. Çünkü elektronlar ışık hızına yakın hızlarda hareket ediyorlardı. Bu nedenle Dirac, her iki teoriyi birleştirerek “Dirac Denklemi’ni” ortaya koydu. Tuhaf olan, Dirac’ın denkleminde elektronla aynı ağırlıkta ancak zıt yüklü bir parçacığın olması gerekliliğiydi. İlerleyen yıllarda Dirac anti-elektronların diğer adıyla pozitronların varlığını ortaya koymakla kalmadı, pozitron ve elektronların bir araya geldiğinde gama ışını yayarak birbirini yok ettiğini belirledi. Yani madde ve antimadde bir araya geldiğinde birbirlerini yok ediyorlardı.

Bilim adamları artık her parçacığın bir antimadde eşi olduğunu biliyor. Protona karşılık bir anti-proton, nötrona karşılık bir anti nötron gibi. Bu madde-antimadde çiftleri eşit kütleye sahip fakat kuantum sayılarının işareti ters. Bu noktada insanın aklına şu soru geliyor; eğer atomu oluşturan 3 parçacığında bir karşıt parçacığı varsa bu parçacıklar bir araya gelip karşıt çekirdeği ve hatta antimaddeyi oluşturacak bağları yapabilir miydi? Cevap Paul Dirac anti parçacıkların varlığını ortaya attıktan yıllar sonra çok özel bir makineden geldi. Avrupa nükleer araştırmalar merkezinde (CERN) bulunan düşük enerji karşıt proton çemberi (LEAR) bize bu sorunun ve daha fazlasının cevabını vermek için tasarlandı. Bu çok özel makine hızlandırıcıların aksine aslında protonları yavaşlatıyordu. Bu sayede fizikçiler bir pozitronla yani karşıt elektronla karşıt protonnun bağ kurup gerçek bir anti-hidrojen, gerçek bir antimadde oluşturması için denemelere başladı. Sonuç olarak 1995 yılında  fizikçiler ilk anti-atomları CERN’de elde etmeyi başardı. Sadece 9 anti-atom üretilebilse de haber tüm dünyada bir çok gazetenin ilk sayfasında yayınlanacak kadar heyecan vericiydi.

Peki anti madde sadece laboratuvarlar da üretilebilecek bir şey midir yoksa evrenimizde doğal olarak bulunur mu? Bize yakın galaksilerde çok az anti madde olduğu görülüyor. Bilim insanları bundan eminler çünkü madde ve antimadde çiftlerinin birbirlerini yok ederken çıkardıkları gama ışınlarını saptayamıyorlar. Hızlandırıcılarda yada yüksek kozmik ışınlarla oluşturulan antimaddeler dışında evren sadece maddeden oluşuyor gibi. Eğer evrenimizin yalıtılmış bir köşesinde antimadde galaksileri yada anti maddeden oluşan yapılar varsa bunları saptamakta çok zor olacaktır. Çünkü diğer maddeden oluşan galaksilerle aynı tür ışınları yayacaktır. Diğer taraftan birçok bilim insanı antimadde galaksilerinin olmadığını düşünüyor. Bu bir bakıma fizik için büyük bir problem. Çünkü bigbang (büyük patlama) üzerine mevcut kuramlara göre, evrenimiz meydana geldiğinde madde ve antimaddeler eşit orandaydı. Daha sonra evren genişleyip soğuduğunda, geriye şiddetli gama ışınımı fırtınaları bıraktı. Bilim insanları bu fırtınaları 1960’larda saptadılar.

Eğer madde ve antimadde başlangıçta aynı oranda ise neden birbirlerini tümüyle yok edip geriye radyasyondan başka bir şey bırakmadılar. Neden antimaddeden neredeyse hiç birşey kalmayıp maddenin hakimiyeti sürdü? Kimse bu dengesizliğe net bir cevap veremiyor. Ancak belkide evrenimizi ve var oluşumuzu bu dengesizliğe borçluyuz.

Antimadde bize bilim kurgudaki bilimi vaat etse de cevapladığından çok soruyla karşımıza geliyor. İnsanlık bu esrarengiz madde-antimadde dünyasını incelerken, antimadde bombaları, antimadde ile enerji üretimi, antimadde ile çalışan uzay gemileri gibi fikirler ortaya atılıyor. Her ne kadar biz bu teknolojileri üretmeye çok uzak olsak ta antimadde bize, gerçekliğin bir yansıması olarak bir çok şey vaat ediyor.

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here