Valensiya ve Floransa Üniversitelerinden araştırmacılar Büyük Hadron Çarpıştırıcı (LHC) tarafından elde edilen deneysel verileri işleyerek ; dört boyutlu uzay-zamanı bozmadan, sonsuzluk problemini çözecek yeni bir yaklaşım sundu. CERN Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’ndan gelen verileri yorumlamak için kullanılan mevcut veriler Higgs bozonunu keşfetmede , kayda değer başarı sergilese de Einstein’ın Özel görelilik teorisi tarafından oluşturulan dört boyutlu uzay-zamanı tanımlamada oldukça zayıf kalabiliyor. Bu teorilerden ilham alan hesaplamalardan gelen sonsuzluklardan kaçınmak için, matematiksel bir hileye gidilerek yeni boyutlar ekleniyor, her ne kadar etkili olsa da elde edilen sonuçlar Evren hakkın bugün bildiklerimizi yansıtmıyor.
Valensiya Parçacık Fiziği Enstitüsü’nden bir grup araştırmacı (Institute of Corpuscular Physics – IFIC, CSIC-UV) sonsuzluk meselesine bir yan adım atacak bir yol icat etti. Böylece teori 4 standart boyutun sınırlarında korunuyor.
Bu sorunun püf noktası LHC çarpışmalarından üretilen parçacıkların sıfır enerjili olmasının mümkün olmasından geliyor, fakat bunun sıfır parçacık emisyonuyla karıştırılmaması gerekiyor. Benzer bir durum ise aynı yönde üretilen iki parçacıktan da kaynaklanıyor: bunlar ayrılamayan tek bir parçacık aslında. Diğer problem ise mevcut teoriler kendi hesaplamalarına kuantum düzeltmeler uygulamak zorunda ki, bu da teorilerin geçerliliğinin sonsuz enerjilere ekstrapole etme gereksinimi ki, parçacık hızlandırıcılarda asla böyle bir hıza ulaşılamadı. Buna karşın teorinin bu durumlarda uzlaşmasının da bir bedeli de , uzay zamanın dört boyutunun sonsuza gitmesi. Malesef sonsuzluklar teorik tahminlerle iyi çalışmıyor.
Ödüllü Çözüm
Burada bahsedilen çözüm ise 1972’de Nobel Ödülü kazanan Gerardus’ t Hooft ve Martinus J. G. Veltman, uzay-zaman boyutu değiştirmesi. Boyutsal Düzenleme (Dimensional Regularization) teorisi ise uzay- zamanın dört boyuttan fazla içerdiğini tanımlıyor. Bu şekilde dört boyutta sonsuzluk kullanarak dört boyuta göre boyutsal farklılıklar yaratılabiliyor. Bu matematiksel numara yani sonsuzluklar sayesinde, ara seviyelerdeki hesaplamalar , normalde imkansız olan tahminlerin yapılabilmesini sağlıyor.
Valensiya Üniversitesi’nden Germán Rodrigo liderliğindeki araştırmacılar sonsuzluklardan kaçınarak teoriyi yeniden tanımlayarak, uzay-zamanın dört standart boyutu arasında korunmasına yardımcı oluyor. Bu yeni araştırma sayesinde elde edilen LHC verisini yorumlamada temel bir değişim yapılabilecek, teoriden deneye geçişte fizikçilerinde karşılaştığı en temel problemlerde biri basitleştirilebilecek.
Bu yaklaşım temel olarak, sonsuzluk üreten farklı Feynman diyagramları arasında doğrudan eşleme kuruyor. Bu diyagramlar Nobel ödüllü Richard P. Feynman tarafından önerildi ve LHC gibi çok yüksek enerjilerde atomaltı parçacıklar çarpıştıran hızlandırıcılarda resimler halinde tanımlanıyor.
Loop-tree duality( Döngü-ağaç ikiliği) olarak bilinen bu yeni ilişki IFIC araştırmacıları ve Floransa Üniversitesi araştırmacılarını işbirliği tarafından geliştirildi. Teorik amaçlı kuantum hallerini birleştiriyor.
IFIC araştırmacısı Germán Sborlini tarafından ICHEP 2016’da Ağustos’ta Chicago’da sunuldu. Ayrıca High Energy Physics dergisinde yayınlandı.
Kaynak: https://www.sciencedaily.com/releases/2016/10/161021084521.htm
Araştırma Referansı :
- Germán F. R. Sborlini, Félix Driencourt-Mangin, Roger J. Hernández-Pinto, Germán Rodrigo. Four-dimensional unsubtraction from the loop-tree duality. Journal of High Energy Physics, 2016; 2016 (8) DOI:10.1007/JHEP08(2016)160
