Fizikçliler ele geçirilemeyen antihidrojeni sonunda inceleyecek kadar hapsetmeyi başardı.
Araştırmacılar bir rogue rahibinin Vatikan'ı bir şişe dolusu antimadde ile yok etmeye çalıştığı, Dan Brown’un Angels & Demons senaryosuna bir adım daha yaklaştılar. Danimarka Aarhus Üniversitesinden Jeffrey Hangst, “10 yıl içinde insanlar Dan Brown’ı unutacak ama bizler ders kitaplarında olacağız.” dedi.
Gerçek hayatta ise bugüne kadar gözlemlenebilmiş antimaddenin çıkardığı enerjiyle bir bardak kahveyi bile ısıtmak mümkün değildi. Ama CERN’deki fizikçiler bunu başardı, düzinelerce antihidrojen atomunu 1 saniyeden kısa bir sürede de olsa yaratıp ellerinde tutmayı başardı, ki bu süre şimdiye kadar ulaşılan en uzun süredir. Nature dergisinde online olarak yayımlanan rapor, antimaddenin sıradan maddeden farkını incelemek için elde tutulmasına yönelik önemli bir adımdır.
Varlığı 1931 yılında fizikçi Paul Dirac tarafından varsayılan antimadde, bildiğimiz maddeyle zıt elektrik yüklü parçaçıklardan oluşmaktadır. Nasıl Hidrojen atomu pozitif yüklü proton ve negatif yüklü elektrondan oluşuyorsa, antihidrojen de negatif yüklü antiproton ve pozitif yüklü pozitrondan oluşur. Madde ve antimadde karşılaştıklarında birbirlerini yokeder. CERN’de birçok deney bu muammayı açıklayabilmek ve ikisi birbirini yoketmeden önce antimaddeyi inceleyebilmek için yapılmaktadır.
Fizikçiler ilk kez 1995 yılında laboratuvar ortamında birkaç kaçışan antihidrojen atomu yaptılar. 2002’de ekip düşük enerjili birçok antihidrojen atomu yapmanın yöntemleriyle ilgili bir rapor yayınladı. Düşük enerjili olmaları son derece önemlidir çünkü başka şekilde onları inceleme şansımız olmaz.
Son bulgular, ALPHA adıyla bilinen Hangst deneyinden gelmiştir. Deneyde antiprotonlardan oluşan akım 40 Kelvinde 40.000 partikülden oluşan bir bulut halinde soğutulur. Bu bulut çok hafifçe birkaç milyon soğuk pozitronun içine itilir. Her on seferden birinde, bir anti protonla pozitron antihidrojen oluşturmak üzere birleşir. Bilim insanları, kabaca yaratılan her 100.000 antihidrojen atomundan birini manyetik alanlar kullanarak hapsetmeyi başardı. Nature raporundaki bilgilere göre 38 tane atom yakalanmış ve kurtulup kendilerini yok etmeden önce saniyenin altıda biri kadar bir süre boyunca tutulabilmiştir. Eğer bilim insanları daha fazla antihidrojen atomunu daha uzun sürelerde tutmayı başarırsa, antimadde ile normal maddenin içsel enerji farklarını anlamamızı sağlayacak spektral ölçüm ve buna benzer detaylı ölçüm tekniklerini kullanabilecekler.
Hangst şöyle konuştu: "Bu çok heyecan verici çünkü artık antihidrojeni normal Hidrojen ile kıyaslama şansımız var. Antiatomlar sayesinde atom fiziğine dair bilmediğimiz yüzlerce yıllık yeni bilgiye ulaşırız.” Antihidrojen konusu, gün geçtikçe gelişen ve ilgi uyandıran bir alan oldu. Şu anda bile CERN’de iki yeni antihidrojen deneyi için çalışmalar devam etmektedir. Köklü bir rakip olan ve ALPHA’nın anti proton akımının 5 metre altında çalışmakta olan ATRAP; pozitronlarla birleştirip antihidrojen elde etmek üzere çok daha büyük ve soğuk antiproton damlaları yaratmaya odaklanmış durumdadır.
16 Kasım'da Physical Review Letters'da yayımlanan bir makalede ATRAP grubu, antihidrojen yapımında kullanmak üzere santrifüj yöntemiyle antiprotonları elektronlardan ayırarak düşük enerjili antiproton ayrıştırma konusuna değinmiştir. Harvard Üniversitesi’nden ekip lideri Gerald Gabriel, “Isı değerleri 6 Kelvinden düşük olan 3 milyon antiprotonumuz var” diyerek, rakiplerinin çalışmalarından çok memnun olduklarını eklemiştir. Hangst’ın ekibi ısıyı, dolayısıyla partikül enerjisini düşürmek için çalışmaktadır. CERN antiproton akımı bu ay içinde 6 aylığına kapatılacak ve bir sonraki döngü için Mayıs 2011’de yeniden açılacak. Eğer yeterli fon sağlanırsa, birkaç yıl içinde planlanan upgrade ile antiproton mevcudu 100 katına çıkarılabilecek.
Yazı kaynağı: ScienceDaily (17.11.2010)
Makale kaynağı:
1. G.B. Andresen, M.D. Ashkezari, M. Baquero-Ruiz, W. Bertsche, P.D. Bowe, C.C. Bray, E. Butler, C.L. Cesar, S. Chapman, M. Charlton. Search for trapped antihydrogen. Physics Letters B, 2010; DOI: 10.1016/j.physletb.2010.11.004
2. G. B. Andresen, M. D. Ashkezari, M. Baquero-Ruiz, W. Bertsche, P. D. Bowe, E. Butler, C. L. Cesar, S. Chapman, M. Charlton, A. Deller, S. Eriksson, J. Fajans, T. Friesen, M. C. Fujiwara, D. R. Gill, A. Gutierrez, J. S. Hangst, W. N. Hardy, M. E. Hayden, A. J. Humphries, R. Hydomako, M. J. Jenkins, S. Jonsell, L. V. Jørgensen, L. Kurchaninov, N. Madsen, S. Menary, P. Nolan, K. Olchanski, A. Olin, A. Povilus, P. Pusa, F. Robicheaux, E. Sarid, S. Seif el Nasr, D. M. Silveira, C. So, J. W. Storey, R. I. Thompson, D. P. van der Werf, J. S. Wurtele, Y. Yamazaki. Trapped antihydrogen. Nature, 2010; DOI: 10.1038/nature09610
Çeviri: felis agnosticus
Şunlar da ilginizi çekebilir: