AstronomiBilgisayarBilimsel GelişmeDeneyselFizikİlginç BilimÜtopyaUzay-Zaman

Karanlık Madde Dedektörü Yanlışlıkla Karanlık Enerjiyi Tespit Etmiş Olabilir

Geçtiğimiz sene fizikçiler deneysel karanlık madde dedektörünü test ederken, tuhaf bir sinyal yakaladı. Cambridge Üniversitesi’nden fizikçiler o zamanlar bu sinyale bir anlam verememişlerdi, şimdi bu sinyalin karanlık enerjinin doğrudan tespitine dair ilk kanıt olabileceğini öne sürüyorlar.

Lambda Soğuk Karanlık Madde Modeli’ne göre evrenin genişlemesine neden olduğu düşünülen  evrenin % 68’ini karanlık enerji, % 27’sini karanlık madde , bildiğimiz maddenin %5’ini oluşturduğu düşünülür. Karanlık enerjinin evrenin genişlemesine neden olan gizemli bir kuvvet olduğu düşünülüyor.

İtalya’da Apenin Dağları’nın derinliklerinde yer alan XENON 1T deneyinde ksenon dolu büyük bir tankta yapılan deney, muhteşem bir gelişmeye imza atmış olabilir. Deneydeki ana fikir; eğer bir karanlık madde parçacığı hızla tanka girerse, ksenon atomlarını uyararak bir ışık patlaması ve elektron salınımı yapabilir ki, bu da uygun sensörlerle tespit edilebilir.

Normalde karanlık madde, ışıkla etkileşime girmiyor fakat kozmik ölçekte yıldızlar, galaksiler ve galaksi kümelerinde kütleçekimsel bir etki yaratmasıyla biliniyor. Fakat karanlık madde parçacıklarının, normal madde parçacıklarına çarpabildiği ve bunun doğru ekipmanla tespit edilebileceği düşünülüyor.

Malesef hiçbir şey göründüğü kadar basit değil. Diğer bilinen parçalar da benzeri bir etkiye sahiptir. Bu nedenle deneyi yeraltında gerçekleştirerek gürültü minimize ediliyor. Böylece bilim insanları beklenilen olayların arka plan seviyesini ölçüyor ve sonra bundan daha yüksek deteksiyonları kontrol ediyor.

Soldaki su tankının içinde enstrüman mevcut. Bu görsel içini gösterecek şekilde hazırlanmıştır Credit: The Xenon Collaboration

Geçtiğimiz sene şaşırtıcı bir olay fazlalığı rapor edildi. Beklenen arka plan 232 iken bundan 53 daha büyük olarak ölçüldü. Tuhaf bir şeyler oluyor gibiydi peki bu karanlık madde miydi?

İlk zamanlar en başta gelen aday, hipotetik bir temel parçacık olan güneş axionuydu. Adından da anlaşılacağı gibi bu Güneş tarafından üretiliyor ve bunlar karanlık madde değil ama fakat kanıt bile olsalar kıymetli olurdu.

Fakat sonra yapılan araştırmalar gösterdi ki, gözlenen sinyali oluşturmak için çok fazla güneş axionu gerekiyor. Güneş aksiyonu yerine başka bir suçlu bulundu, karanlık enerjinin dördüncü taşıyıcı parçacığı. Bu kuvvete itici kuvvet deniyor ve öyle görünüyor ki evrenin hızlanmasına neden oluyor. Bu parçacık için bir modelde bukalemun parçacıkları adı veriliyor.

Özellikle bu parçacıkların farklı kütleleri olduğu tahmin ediliyor ve etkisi çevresindeki maddeyi temel alıyor. Dünya gibi büyük kütleli alanlarda kütleleri fazla ama kuvvet çok kısa mesafede etkilidir. Yıldızlararası uzayın maddeye yakın olsa da bukalemunlar küçük kütlelere sahipse de etkileri daha uzağa ulaşabilir. Bu türde bir değişme karanlık malzemenin tuhaf bir şekilde gözlenmesi açıklıyor. Herhangi bir etkisi yok gibi gözükse de galaktik ölçülerde güçlü bir etkiye sahiptir.

Karanlık enerjinin evrenin genişlemesinden sorumlu olduğu düşünülüyor

Bilgisayar Modellemesi De Tuhaf Bir Sonuç Çıkardı

Kurdukları hipotez biraz az güvenilir olabilir fakat bu fikirler kanıta ulaşmak için veya ona karşı kullanılabilir. Cambridge ekibi olay fazlalıklarında bukalemunların karanlık enerji taşıyıcısı olduklarına dair kanıt bulmuş olabileceklerini düşünüyor.

Araştırmacılar Güneş tarafından üretilen bukalemun parçacıkların XENON1T dedektörüne geçtiğinde neler olabileceğine dair bir modelleme geliştirdi. Tabi ki çıkan sinyal gözlenen kadar tuhaf oldu.

“Bu fazlalığın prensipte karanlık madde değil de karanlık enerji tarafından oluşabileceğini öğrenmek gerçekten sürpriz oldu. Bulmaca parçaları birbirine bu şekilde oturduğunda, gerçekten özel bir an oluyor,” diyor araştırmanın ilk yazarı Dr. Sunny Vagnozzi.

Elbette bu konu kapanmaktan halen çok uzak. Fazlalık olaylar henüz onaylanmasa da bu deneyin gelişmiş versiyonları bu sonuçları doğrulayabilir.

“Öncelikle bunun şans eseri olmadığını bilmeliyiz. XENON1T gerçekten bir şeyler görmüş olabilir fakat benzeri fazlalıkların gelecekte deneyde tekrar görülmesini bekliyoruz tabi bu sefer daha güçlü bir sinyalle,” diyor araştırmanın yardımcı yazarı Dr. Luca Visinelli.

Araştırma Physical Review D. Dergisinde yayınlandı.

Kaynak: Cambridge University

Araştırma Referansı: Sunny Vagnozzi, Luca Visinelli, Philippe Brax, Anne-Christine Davis, Jeremy Sakstein. Direct detection of dark energy: The XENON1T excess and future prospectsPhysical Review D, 2021; 104 (6) DOI: 10.1103/PhysRevD.104.063023

Daha Fazla Göster

Oğuz Sezgin

Bir bilim sever ve kimyager olarak, internetteki eksikliği görerek Gerçek Bilim’i 2012'de kurdum. Bu sitede gördüğünüz pek çok bilim ve teknoloji haberini oldukça ciddi kaynaklardan toplayarak sizin için araştırıyor, çeviriyor ve derliyorum. Gerçek Bilim'deki diğer yazarlar ve ben, her gün baş döndürücü şekilde gelişen bilim ve teknoloji haberlerini size aktarmaktan kıvanç duyarız.

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

*

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Başa dön tuşu