Şimdiye dek ölçülen en zayıf yerçekimi kuantum fiziği araştırmasında oluşturuldu

"Einstein'la kuantum mekaniğini buluşturabilir"

Bilim insanları, Einstein'ın genel görelilik kuramıyla kuantum teorisini uzlaştırabilmek için uzun süredir çalışıyor (Unsplash)
Bilim insanları, Einstein'ın genel görelilik kuramıyla kuantum teorisini uzlaştırabilmek için uzun süredir çalışıyor (Unsplash)
TT

Şimdiye dek ölçülen en zayıf yerçekimi kuantum fiziği araştırmasında oluşturuldu

Bilim insanları, Einstein'ın genel görelilik kuramıyla kuantum teorisini uzlaştırabilmek için uzun süredir çalışıyor (Unsplash)
Bilim insanları, Einstein'ın genel görelilik kuramıyla kuantum teorisini uzlaştırabilmek için uzun süredir çalışıyor (Unsplash)

Bilim insanları, kuantum mekaniği deneyinde mikroskobik ölçekte yerçekimi gözlemledi. 

Hollanda'daki Leiden Üniversitesi'nden araştırmacıların yaptığı çalışmada, Albert Einstein'in genel görelilik teorisiyle kuantum mekaniği arasındaki ilişkiyi anlamaya yönelik önemli bir adım atıldı. 

Bilimsel dergi Science Advances'ta dün yayımlanan çalışmada, manyetik özelliğe sahip süperiletken bir düzenek oluşturuldu. 

Nadir bir kimyasal element olan tantaldan yapılma bu düzenek, evrende mümkün en düşük sıcaklığa yani -268.7 santigrat dereceye kadar soğutuldu.

Deneyde kullanılan parçacık da 0,25 milimetrelik neodyum mıknatısla 0,25 milimetrelik bir cam kürenin birleştirilmesiyle hazırlandı. Bu parçacık, manyetik düzenek üzerinde havada asılı tutuldu. 

Daha sonra elektrikli bisiklet tekerine üç adet 2,45 kilogramlık pirinç ağırlıklar kondu ve bu da düzenekten yarım metre öteye yerleştirildi. İki nesne arasındaki çekim kuvveti, nesnelerin kütlelerine ve aralarındaki mesafeye bağlı. Kütlenin büyüklüğü ve yakınlık arttıkça, çekim gücü de yükseliyor. 

Deneyde, tekerin çalıştırılmasıyla yarım miligramlık parçacığa 30 attonewton çekim gücü uygulandığı gözlemlendi. 

Leiden Üniversitesi'nden Tim Fuchs, "Tekerleği döndürmeye başladık ve parçacık tıpkı salıncak gibi hareket etti. Yerçekimi kuvveti parçacığı çekiyor, sonra bırakıyor ardından da tekrar çekiyor" dedi. 

Böylelikle bilim insanları şimdiye kadarki en zayıf yerçekimini ölçmüş oldu. Bir önceki rekor, 2021'de 90 miligramlık altın bir küreyle yapılan deneyde elde edilmişti.

Fuchs, yeni deneyin Einstein'ın genel görelilik teorisiyle kuantum mekaniğini birlikte düşünebilme açısından önemli bir gelişme olduğunu belirterek şunları söyledi: 

Kuantum mekaniğiyle Einstein'ın yerçekimi teorisi olan genel göreliliğin, formüle ettiğimiz şekliyle uyumlu olmadığını biliyoruz. Bu teoriler birlikte çalışmıyor dolayısıyla birinden veya her ikisinden de vazgeçilmesi gerektiğini biliyoruz. Bizim çalışmamız, bu iki teori arasındaki açığı gerçek deneylerle kapatmayı amaçlıyor.

Teorik fizikçi, kuantum mekaniğiyle genel göreliliği bir araya getireceği düşünülen "kuantum yerçekimine" bir adım daha yaklaştıklarını belirtti. 

Fuchs, yerçekiminin kuantum ölçeğinde nasıl çalıştığını anlamanın, evrenin başlangıcından karadeliklerde olup bitene kadar bazı büyük gizemlerin çözülmesini sağlayabileceğine dikkat çekti.

Independent Türkçe, Guardian, Science Alert



Gizemli 5. temel kuvvet, asteroitlerde saklı olabilir

Bennu gibi Dünya'ya yakın asteroitler yakından takip edildiği için verilerindeki sapmalar mevcut modellerdeki eksikliklere işaret edebilir (NASA)
Bennu gibi Dünya'ya yakın asteroitler yakından takip edildiği için verilerindeki sapmalar mevcut modellerdeki eksikliklere işaret edebilir (NASA)
TT

Gizemli 5. temel kuvvet, asteroitlerde saklı olabilir

Bennu gibi Dünya'ya yakın asteroitler yakından takip edildiği için verilerindeki sapmalar mevcut modellerdeki eksikliklere işaret edebilir (NASA)
Bennu gibi Dünya'ya yakın asteroitler yakından takip edildiği için verilerindeki sapmalar mevcut modellerdeki eksikliklere işaret edebilir (NASA)

Bilim insanları evrendeki gizemli 5. temel kuvvetin, asteroitlerin hareketlerinde saklanıyor olabileceğini öne sürdü. 

Evrende güçlü, zayıf, elektromanyetik kuvvet ve kütleçekim kuvveti olmak üzere 4 temel kuvvet var. 

Bilim dünyası bunların dışında bir kuvvet daha olabileceğini uzun süredir düşünse de yapılan araştırmalar varlığını veya yokluğunu henüz kanıtlayamadı. 

Communications Physics adlı hakemli dergide yayımlanan bir makaleye göre, Bennu gibi asteroitlerin yörüngesindeki sapmalar 5. temel kuvveti ele verebilir.

5. temel kuvvet çok zayıf olduğu için henüz saptanamamış olabilir, bu yüzden evrendeki küçük belirtiler önem kazanıyor.

Araştırmacılar, Neptün'ün keşfinin Uranüs'ün yörüngesinde görülen düzensizlikler sayesinde mümkün olduğuna değinerek bu tür durumların fizikte yeni ufukların açılmasına katkı sağlayabileceğini söylüyor. 

Bilim insanları ayrıca bu kuvvetin, ultra hafif varsayımsal parçacıklarla taşınıyor olabileceğini düşünüyor. 

Araştırmacılar, NASA'nın 2018-2021'de Bennu'yu ziyaret eden OSIRIS-Rex aracının elde ettiği verileri inceleyerek yer tabanlı ölçümler yaptı.

Ekip mevcut verilerde Bennu'nun yörüngesinde 5. temel kuvvetin varlığına dair bir belirtiye rastlamadı. 

Fakat veriler, bu kuvveti taşıyor olabilecek parçacıkların ağırlığına dair ihtimalleri sınırlamayı sağladı. 

Yeni araştırma sözkonusu kuvvetin var olma ihtimalini tamamen ortadan kaldırmıyor. Kuvvetin çok zayıf olmasının tespitini zorlaştırıyor olabileceğini düşünen araştırmacılar, çalışmalarına devam etmeyi planlıyor. 

ABD Enerji Bakanlığı'na bağlı Los Alamos Ulusal Laboratuvarı'ndan astrofizikçi ve çalışmanın başyazarı Yu-Dai Tsai şu ifadeleri kullanıyor:

Bennu'nun takibinden elde ettiğimiz verilerin yorumlanması, evrenin teorik temellerine ilişkin anlayışımıza katkı sunarak standart fizik modeli, kütleçekim ve karanlık madde anlayışımızı yenileme potansiyeline sahip.

Gökcisimlerinin açıklanamayan yörünge hareketlerine dayanarak var olduğu öne sürülen karanlık madde, evrenin en büyük gizemlerinden biri.

Işıkla etkileşime girmediği için gözlemlenemediği söylenen bu maddenin, evrenin yüzde 27'sini oluşturduğu iddia ediliyor.

Bilim insanları 5. temel kuvveti taşıdığı düşünülen ultra hafif parçacıkların karanlık madde olabileceği ihtimali üzerinde duruyor. 

Araştırma ekibi Dünya'ya yakın diğer asteroitleri takip ederek çalışmalarını sürdürmeyi planlıyor. Sıradaki hedefleri, 2029'da gezegenin yakınından geçecek Apophis.

Tsai, "Cisimlerin yörüngeleri, genellikle fizikte yeni keşiflere fayda sağlayabilen anomaliler içeriyor" diyor.

Independent Türkçe, Science Alert, IFL Science, Futurism, Communications Physics