Maddenin antimaddeye üstünlüğü evrenin erken evrelerinde enerjinin madde ve antimaddeye dönüşmesi sonrası bugüne maddenin daha çok kalması ile kolayca açıklanabilir.
Dan Brown’ın Melekler ve Şeytanlar kitabına konu olan antimadde fiziksel olarak ispatlanmış bir gerçek.
Antimadde kavramı ilk kez 1928 tarihinde İngiliz fizikçi Paul Dirac’in, Einstein’ın izafiyet teorisi denklemleriyle kuantum mekaniğini birleştirmesi sonucu denklemin hem pozitif hem de negatif yüklü elektron çözümünden kaynaklanmıştır.
Dirac başlangıçta bulgularına dönük olarak tereddütlü yaklaşsa da daha sonrasında bunları kabullenerek evrendeki her maddenin karşıtı olduğunu öne sürmüştü. Amerikalı fizikçi Carl D. Anderson ise 1932 yılında ilk kez olarak anti-elektron olan pozitronu keşfederek anti maddeyi deneysel olarak kanıtlamıştı.
Madde ve anti-madde bir araya geldiğinde birbirlerini yok etme ve enerji yayımlama eğilimindedir.
Parçacık fiziğinin Standart Modelinde, madde ve antimadde arasında neredeyse hiçbir fark yoktur. Fakat gözlemlenebilir evrenin sadece maddeden oluştuğuna dönük çok fazla kanıt var. Eğer antimadde varsa, çok yüksek yoğunluktaki gama ışıması üreterek yakındaki madde ile yok olacaktır. Fakat teoride kalan bu durum henüz gözlemlenmemiştir. Bugünkü evren maddenin antimaddeye üstünlüğü nedeniyle oluştuğu için, bu madde bolluğu, parçacık fiziğindeki en büyük çıkmazlardan biridir.
Bu durumun ve Standart Modelde ortaya çıkan diğer cevapsız sorular nedeniyle fizikçiler başkaca teoriler ile bu cevapları tamamlamaya çalışmaktadır. Bu modellerden bir tanesi, isminde iki olarak ifade edilse de gerçekte dört başkaca parçacık ekleyen Two Higgs Doublet Modeli’dir.
Maddenin Antimaddeye Üstünlüğü için Benzetimler Kurulabilir
Model CERN’deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı da dahil olarak tüm parçacık fiziği gözlemleri dahilinde yapılabilir. Fakat bu yöntemin “madde-antimadde dengesizliği sorununu çözebilecek mi?” sorusu belirsizdi.
Helsinki Üniversitesi’nde çalışan bir araştırma grubu, bu sorun üzerinde farklı bir yaklaşım getirmek için çalıştı ve bulgularını Physical Review Letters’de yayımladılar.
Büyük patlamadan çok kısa bir süre önce (yaklaşık olarak on pikosaniye), evren sıcak bir plazmadan oluşuyordu.
Dr. David Weir:
“Boyut azaltma tekniği tüm parçacıkların takip etmesi gereken bir dizi kural sunarak sıcak plazmayı daha basit bir kuantum teorisi ile açıklamamızı sağlayacak bir teori değişimine gitmemizi sağlar. Bu yeni kurallar uygulandığında daha ağır hareket eden parçacıklar çok önemli olmuyor. Bu nedenle daha az karmaşık bir teori ile karşılaşmış oluyoruz.”
Bu teori ise bilgisayar benzetimleri desteği ile ilerleyen aşamaları görebileceğimiz şekilde sunan bir inceleme imkanı sunabilir. Özellikle, Higgs bozonu ortaya çıktığı durumda evrendeki dengenin durumu hakkında bilgi verebilir.
Dr. Weir:
“Elde ettiğimiz sonuçlar, antimadde bulunmadığını ve mevcut gözlemlerle uyum içinde kalındığının gerçekten mümkün olduğunu gösterdi”
Önemli bir nokta ise boyutsal indirgemenin kullanılması ile birlikte, yeni yaklaşımın bu model için yapılan önceki çalışmalardan bağımsız olması.
Eğer evrenin ilk aşamalarında Higgs bozonu şiddetli şekilde ortaya çıksa mutlaka geride ölçülebilecek bir etki bırakırdı. Evrenin erken evrelerinde meydana çıkan genişlemeler sırasında plazmada meydana gelecek değişiklikler yerçekimsel dalga üretecekti. Helsinki Üniversitesi gibi diğer araştırmacılar da artık LIGO projesi gibi görevlerle bu, yerçekimsel dalgaları aramaya hazırlanıyorlar.
Lazer İnterferometre Kütle Çekim Dalga Gözlemevi (LIGO ) geniş çaplı fizik deneyleri için kütle çekim dalgalarını inceleyen gözlem evidir. Yakın zamanda Einstein tarafından öngörülmüş olan kütleçekim dalgalarının keşfinin sağlandığı bu proje 2017 Nobel Fizik Ödülü’nü de kurucuları Rainer Weiss, Barry C. Barish ve Kip S. Thorne’a getirmişti. Yakın zamanda yapılan solucan deliklerinin şekline dönük öngörüler de LIGO deneyinde bu öngörünün aranmasını öne sürüyordu.
Kaynak
