Fizikçiler Işık Hızını Şimdiye Kadarki En Yüksek Enerjilerde Test Ettiler!
Lorentz Değişmezliği, Gama Işınları Düzeyinde de Kırılmıyor ve Bu Işınlar, Sabit Işık Hızında Hareket Ediyorlar!
Hubblesite
- Çeviri
- Yüksek Enerji Astrofiziği
Fizikçiler, şimdiye kadarki en yüksek enerjili ışık hızı testini yaptılar ve patlayan yıldızlar gibi kaynaklardan fışkıran gama ışınları da dahil olmak üzere evrenin her yerinde ışık hızının sabit olduğunu buldular.
Bu, tespit edebileceğimiz en yüksek enerjilerde bile Albert Einstein'ın özel görelilik teorisinin temel direklerinden birinin hala sağlam durduğu anlamına gelir. New Mexico'daki Los Alamos Ulusal Laboratuvarı'ndan astrofizikçi Pat Harding şöyle diyor:
Göreliliğin çok yüksek enerjilerde nasıl davrandığını anlamanın, çevremizdeki dünya üzerinde gerçek etkileri vardır. Çoğu kuantum yerçekimi modeli, görelilik davranışının çok yüksek enerjilerde bozulacağını söyler. Bu tür yüksek enerjili fotonları gözlemlememiz, göreliliğin geçerli olduğu skalayı yüz kata kadar artırıyor.
Lorentz değişmezliği, özel göreliliğin temel ilkesidir. Evrende nerede olursanız olun, ışık hızı da dahil olmak üzere fizik yasalarının aynı kaldığını ifade eder. Ancak Lorentz'in değişmezliğinin çok yüksek enerjilerle ihlal edilebileceğine dair teoriler vardır. Eğer bu doğruysa, bunu açıklamak için yeni fizik kanunlarına ihtiyacımız var. Ama aynı zamanda bunları tespit etmemiz de mümkün olabilir.
Lorentz değişmezliği yüksek enerjilerde kırılırsa, yüksek enerjili fenomenler görelilikle bağdaşmayan beklenmedik davranışlar sergilemelidir; örneğin ışık, farklı hızlarda seyahat edebilmelidir.
İşte burası, gama ışınlarının devreye girdiği yer. Atomik çekirdeklerin radyoaktif bozunma sonucu oluşan elektromanyetik spektrumdaki en kısa dalga boyu, en yüksek enerjili ışık türüdür. Süpernovalardan, nötron yıldızlarından, yıldız patlamalarından ve kara deliklerin etrafındaki bölgelerden yayılırlar.
Eğer gama ışınları Lorentz değişmezliği ihlali altında hızlanırsa, gama ışını fotonları Dünya'ya ulaşmadan önce daha düşük enerjili parçacıklara dönüşür. Bu düşük enerjili parçacıklar buraya gelebilir ya da gelemeyebilir, ama artık gama ışını olamazlar.
Bu noktada bir de Yüksek İrtifa Su Cherenkov Gözlemevi'ni (HAWC) konuşmalıyız. Bu gözlemevi, 100 milyardan 100 trilyon elektronvolta (100 gigaelektronvolt veya GeV, 100 teraelektronvolt veya TeV) en yüksek enerjili gama ışını ışınlarını tespit etmek için tasarlanmış en yüksek irtifadaki gama ışını detektörüdür. Bu, görünür ışığın enerjisinin yaklaşık 100 milyar ila 100 trilyon katına denk gelir!
HAWC Gözlemevi, isminden de anlaşılacağı üzere, bir Cherenkov dedektörüdür. Işığı algılayabilen fotoçarpan tüpleri ile suyla dolu bir dizi tanktan oluşur. Bir gama ışını üst atmosfere çarptığında, atmosferik moleküllerle olan etkileşimleri nedeniyle enerji kaybeder ve ışık hızında parçacıklardan oluşan basamaklı bir sağanak oluşturur.
İşte HAWC Gözlemevi'nin tespit etmek üzere tasarladığı parçacıklar da bunlar. Suya yüksek hızlarda girdiklerinde, ışığın suyun içinden geçebileceğinden (kısaca) daha hızlı seyahat ederler, çünkü su, ışığı biraz yavaşlatıyor.
Bu bir "lüminal patlama" (İng: "luminal boom") üretir. Bu, bir sonik patlamanın eşdeğeridir. Bu patlama, ultraviyole bir parlaklık üretir. Bu parıltıya Cherenkov radyasyonu deniyor ve fotoçarpan tüpleri bunu yakalıyor.
Gama ışınları ne kadar yüksek olursa, elde edilen sağanakta o kadar fazla parçacık oluşur. Fizikçiler, gama ışını enerjilerini bu şekilde ayırt edebilirler.
Bu yöntemle, HAWC Gözlemevi son zamanlarda 100 TeV'den yüksek enerjilere sahip bir dizi gama ışını tespit etmiştir. Bu gerçek, tek başına, Lorentz değişmezliğinin ihlali üzerine kısıtlamalar getiriyor. Bu fotonlar bir vakum ışık hızından daha hızlı seyahat değildi anlamına gelir. Aslında, hiçbiri Lorentz'in değişmezliğiyle ilişkili foton çürümesi belirtisi göstermedi.
Bu, Lorentz'in değişmezliğinin daha yüksek enerjilerde kırılamayacağı anlamına gelmiyor; ama tespit edilebilir sınırlarımız içinde kırılmadığı anlamına geliyor. Ve bu gerçekten harika! Harding, şöyle diyor:
Astronomik mesafelerden elde edilen daha yüksek enerjili gama ışınlarının tespiti, görelilik konusunda daha sıkı kontrollere olanak sağlayacaktır. HAWC, önümüzdeki yıllarda daha fazla veri almaya devam ettikçe ve Los Alamos Laboratuvarı önderliğindeki iyileştirmeleri en yüksek enerjilerde detektör ve analiz tekniklerine dahil ettikçe, bu fiziği daha da ileriye götürebileceğiz.
İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!
Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.
Soru & Cevap Platformuna Git-
10
-
8
-
6
-
5
-
5
-
2
-
2
-
2
-
0
-
0
-
0
-
0
- Çeviri Kaynağı: Science Alert | Arşiv Bağlantısı
- A. Albert. Constraints On Lorentz Invariance Violation From Hawc Observations Of Gamma Rays Above 100 Tev. (30 Mart 2020). Alındığı Tarih: 4 Nisan 2020. Alındığı Yer: https://journals.aps.org/ | Arşiv Bağlantısı
Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?
Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:
kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci
Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 27/04/2024 08:03:45 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/8491
İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.
This work is an exact translation of the article originally published in Science Alert. Evrim Ağacı is a popular science organization which seeks to increase scientific awareness and knowledge in Turkey, and this translation is a part of those efforts. If you are the author/owner of this article and if you choose it to be taken down, please contact us and we will immediately remove your content. Thank you for your cooperation and understanding.
