Skip to content Skip to navigation

Neden Madde Miktarı Antimadde Miktarından Fazladır?

Dr. Mahir E. Ocak
27/11/2014 - 15:58

Gözlemlediğimiz evrenin neredeyse tamamı normal maddeden oluşuyor. Antimadde miktarı ise madde miktarından çok daha az. Bu durumun sebebinin ne olduğu hakkında öne sürülen çeşitli görüşler var. Fakat soru hâlâ tam olarak cevaplanmış değil.

İlk olarak madde miktarı ile antimadde miktarı arasındaki orantısızlığın sadece gözlemlerle alakalı olduğu düşünülebilir. Bu görüşe göre madde ve antimadde evrenin farklı bölgelerinde yoğunlaşmıştır. Her ikisi de aynı biçimde ışık ürettiği için doğrudan gözlem yaparak madde ile antimadde uzaktan ayırt edilemez. Ancak madde miktarının yoğun olduğu yerler ile antimadde miktarının yoğun olduğu yerler arasındaki sınır bölgelerinde madde ve antimaddenin birbirini yok etmesiyle oluşacak yüksek enerjili gama ışınları gözlenebilir. Fakat bugüne kadar yapılan gözlemler sonucunda böyle bir bölge bulunamamıştır. Dolayısıyla bu görüşün doğru olması için antimaddenin yoğun olduğu bölgelerin evrenin bizim gözlemleyebildiğimiz kısmının dışında olması gerekir. Bu durumda açıklanması gereken temel soru, madde ve antimaddenin nasıl birbirinden uzaklaştıkları olur. Bunun bir açıklaması, madde ve antimadde arasındaki kütleden kaynaklanan etkileşimin normal maddeler arasındaki etkileşimden farklı olmasıdır. Eğer madde ve antimadde arasındaki kütleden kaynaklanan kuvvet itici ise madde ve antimadde birbirinden uzaklaşabilir. Fakat bu görüş genel görelilik kuramı ile uyumsuzdur. Ayrıca evrenin hızlanarak genişlediği bilinmesine rağmen, kütleçekim kuvveti ile birbirini iten gökadaların varlığına dair herhangi bir veri de yoktur.

Madde ve antimadde miktarları arasındaki orantısızlığın evrenin tamamı için geçerli bir olgu olduğu kabul edilerek de bir çözüm bulunabilir. Bu durumda orantısızlığın sebebi fizik yasalarında aranmalıdır. Bu fark, parçacıkların oluşum sürecinde ya da bozunma sürecinde olabilir. Örneğin zayıf çekirdek kuvvetini içeren bazı süreçlerde CP simetrisinin geçerli olmadığı durumlarda farklı miktarda madde ve antimadde oluşur. CP simetrisine göre madde parçacıkları için mümkün olan bir sürecin ayna görüntüsü de antimadde parçacıkları için mümkündür. Bu simetrinin geçerli olmadığı durumda, Büyük Patlama’dan hemen sonra oluşan madde miktarı antimadde miktarından fazla olacaktır. Kuramsal olarak parçacık fiziğinin standart modelinde CP simetrisinin geçerli olmadığı birkaç durum öne sürülmüş ve bunların bazıları deneysel olarak doğrulanmıştır. Fakat yapılan deneyler bu süreçlerin hiçbirinin gözlemlenen büyük orantısızlığı açıklamak için yeterli olmadığını gösteriyor. Leptonların üretimi ile ilgili bir sürecin gözlemleri açıklamak için yeterli olabileceği düşünülüyor. Fakat bu süreç henüz deneysel olarak doğrulanamadı.

Madde ve antimadde parçacıklarının bozunma hızlarının farklı olması ise parçacıkların dipol momentine (çiftkutup momentine) sahip olmasıyla mümkündür. Fakat bugüne kadar yapılan deneyler sonucunda elektron gibi temel parçacıkların dipol momenti olduğuna dair bir veri elde edilemedi.

Eğer leptonların üretimi ile ilgili süreç deneysel olarak doğrulanırsa ve orantısızlığı açıklamak için yeterli olduğu anlaşılırsa, sorun standart model içinde çözülecektir. Aksi takdirde CP simetrisinin geçerli olmadığı başka süreçler bulabilmek için standart modeli genişletmek gerekebilir.

İlgili İçerikler

Fizik

Bu yıl sekizincisi düzenlenen Breakthrough Ödülleri’nde temel fizik alanındaki ödülün sahibi ilk karadelik görüntüsünün elde edilmesi çalışmasını gerçekleştiren araştırmacılar oldu. Ödül kazanan araştırmacılar arasında Türk bilim insanı Prof. Dr. Feryal Özel de bulunuyor.

Fizik

Ay'a ulaşmamızı sağlayan en önemli teknolojilerden biri roketlerdi. Peki, roketler nasıl çalışıyor? Deneyler köşesinin bu etkinliğinde bir araba tasarlayarak Newton'un hareket yasalarını ve roketlerin çalışma prensibini öğreniyoruz.

Fizik

Söz konusu elektronlar, protonlar gibi “noktasal” parçacıklar olduğunda aynı işaretli elektrik yüklerinin birbirini ittiği, zıt işaretli elektrik yüklerinin birbirini çektiği bilinir. Ancak çok sayıda elektrik yüklü noktasal parçacığın bir araya gelmesiyle oluşan “bileşke” parçacıklarda durum farklıdır. 

Fizik

Danimarkalı gökbilimci Ole Christensen Romer, ışık hızını belirlemek için çalışmalar yapan ilk bilim insanlarından biridir. Romer, yaptığı uzun süreli gözlemler sonucunda Jüpiter’in uydularından Io’nun iki tutulması arasında geçen zamanlarda farklılıklar tespit etti.

Fizik

Bu etkinliğimizde yenilenebilir enerji kaynaklarından güneş enerjisinin farklı enerji türlerine dönüştüğünü gözlemleyebileceğimiz bir düzenek tasarlayacağız.

Fizik

James Watt’ın buhar motorunu keşfetmesi Sanayi Devrimi’nin başlangıcı olarak kabul edilir. James Watt, buhar motorunu madenlerde ortaya çıkan suyun dışarı pompalanması için etkili bir yöntem ararken geliştirdi. İlk yazımızda Arşimet, 12. yüzyılda yaşayan el-Cezeri ve 16. yüzyılda yaşayan Takiyüddin’in suyun yukarı taşınması için geliştirdikleri düzenekleri anlatmıştık.

Fizik

Uluslararası bir araştırma grubu, araçların arka kısımlarına hava püskürten cihazlar yerleştirerek hava sürtünmesini azaltmayı başardı. Dr. Ruiying Li ve arkadaşları tarafından yapılan araştırmanın sonuçları Physical Review Fluids’te yayımlandı.

Fizik

Bu etkinliğimizde maliyeti uygun malzemelerden güneş enerjisi ile çalışan bir yel değirmeni düzeneği tasarlayarak enerji dönüşümünü gözlemleyeceğiz.

Fizik

Zürih Federal Teknoloji Enstitüsü ve Zürih Üniversitesinde çalışan bir grup araştırmacı, aşırı derecede düşük sıcaklıklara soğutulduğunda bile suyun donmasını engelleyen bir yöntem geliştirdi. 

Fizik

Nano ölçekteki malzemelerin özelliklerinin anlaşılması için gerçekleştirdiği uluslararası düzeyde üstün nitelikli çalışmalarıyla 2018 yılı TÜBİTAK Teşvik Ödülü’ne layık görülen Doç. Dr. Hasan Şahin ile bir söyleşi gerçekleştirdik.