Evrim Ağacı Soru & Cevap
Reklamı Kapat
Puan Ver
2
Puan Ver

Evren'de neden madde anti-maddeden fazladır? Subatomic parçacıklar neden kararsızlardır, neden bozunurlar?

Bunun kuantum fiziğinde bir açıklaması var mı?

1
866 görüntülenme
Teşekkür (1)
Hatırla
Takip
Paylaş
Reklamı Kapat
1 Cevap

Kısa bir cevap vermek gerekirse, maddenin neden anti-maddeden fazla olduğunu bilmiyoruz. Evreni anlamaya çalışırken genelde en basit model (hipotez) ile başlanır ve gözlemlerle uyumsuzluklar fark edildikçe model daha karmaşık hale gelir. Rassal seçimler yapmadan, basit başlangıç koşulları varsayarsak, Büyük Patlama’da madde ve anti-maddenin eşit miktarda oluşması gerekirdi. Fakat, evrenin ilk anlarındaki bir süreç bu dengeyi bozmuş olmalı ki, şu an madde olarak var olabiliyoruz. Çünkü madde ve anti-madde miktarı eşit olsaydı, bu iki bileşen etkileşerek yok olur ve geriye yalnızca ışık kalırdı. Yine de, gündelik hayatımızda etrafımızda bol miktarda madde olmasına rağmen, evrenin genelini düşündüğümüzde, maddeden çok daha fazla ışık (foton) olduğunu görüyoruz. Bu sayede, ilk evrende madde miktarının anti-madde miktarına göre yaklaşık olarak milyarda bir oranında daha fazla olması gerektiğini düşünüyoruz.

Carl Anderson 1932’de pozitronu keşfettiğinden beri, neden evrende kararlı ve büyük miktarda anti-madde bulmadığımız fizikçilerin kafasını karıştıran bir konu. Bir şekilde, Büyük Patlama’dan sonra yük korunum yasaları ihlal edilmiş ve madde anti-madde oranı günümüzdeki asimetrik halini almış olmalı. Evrende bildiğimiz kadarıyla dört etkileşim var: zayıf, güçlü, elektromanyetik etkileşimler ve kütle çekimi. Bu etkileşimleri, girdisi ve çıktısı parçacıklar olan süreçler olarak düşünebilirsiniz. Süreçleri niteleyebilmemiz için, ne gibi fiziksel değişimler altında etkileşimlerin aynı kaldığını bulmamız gerekir. İşte bu değişimlere etkileşimin “simetri grubu” diyoruz. Genel olarak, üç önemli değişim sayabiliriz: parçacıkların yüklerini zıt yüklerle değiştirmek (C), parçacığın spin gibi vektörel özelliklerinin ayna simetrisini almak (P) ve zamanı tersine çevirmek (T).

Madde anti-madde asimetrisini anlamaya çalışırken kilit olan kuvvet zayıf etkileşim. Zayıf etkileşim, C simetrisini belirgin bir şekilde kırar, çünkü parçacık fiziğinin Standard Model’inde sol elli bir nötrino zayıf olarak etkileşirken, sağ elli bir nötrino hiçbir zayıf etkileşim göstermez. Fakat, 1950’lerde zayıf etkileşimin P simetrisini kırdığı da anlaşılmıştı. Bunun sonucunda bir süre için zayıf etkileşimin, C ve P simetrileri (bir başka deyişle CP simetrisi) altında değişmez olduğu düşünülmüştü. Fakat neyse ki 1964’te Kaon (içinde bir garip kuark ve bir aşağı veya yukarı kuark barındıran parçacık) bozunumlarında zayıf etkileşimin CP simetrisini de kırdığı anlaşıldı.

Bu, evrendeki madde anti-madde asimetrisini anlayabilmemiz için önemli bir adım. Çünkü Baryon asimetrisinin oluşabilmesi için hem C hem de CP simetrilerinin kırılması gerekiyor ki, anti-madde maddeye dönüşürken tersi aynı miktarda yaşanmasın. Buna ek olarak birkaç gereksinim daha var (Baryon sayı simetrisinin kırılması ve termodinamik dengenin bozulması). Fakat konuyu daha fazla karmaşıklaştırmamak için onlara girmeyeceğim. 

Bu arada, bizden çok uzaktaki bazı galaksilerin anti-maddeden oluştuğunu, bu nedenle de gözlemlenebilir evrendeki toplam madde ve anti-madde miktarının eşit olduğunu düşünebilirsiniz. Fakat, birbirinden uzak olan galaksiler günümüzde etkileşmiyor olsalar da, geçmişte aynı yapı oluşum sürecinde ortak bir tarihleri olmalıydı. Hatta bu hipoteze göre, günümüzde aynı yerel grubun içinde yer alan bazı galaksilerin bile etkileşip çok büyük miktarda (gamma ışını teleskoplarımızı kör edecek kadar) ışık üretmeleri gerekirdi. Bunu gözlemlemiyoruz. Bu, yine de etrafımızda hiç anti-madde olmadığını göstermiyor. Gündelik hayatta etrafımızda (fark etmesek de) bir miktar anti-madde var, fakat kararlı (uzun süreli) değil. Yediğiniz muzdan, atmosferimizden aşağı doğru yağan kozmik ışınlara dek birçok cılız anti-madde kaynağı mevcut.

Sonuç olarak, madde anti-madde asimetrisi evrenin en temel problemlerinden ve bu yapbozu tam olarak çözmekten çok uzağız. Ümidimiz, parçacık algıçlarından gelen ipuçlarını birleştirerek, alternatiflerini yanlışlayabildiğimiz, madde anti-madde asimetrisinin oluştuğu enerji ölçeğini de kapsayan yeni bir parçacık modeli elde etmek. Bu önümüzdeki on seneler içerisinde de olabilir, hiçbir zaman bile gerçekleşmeyebilir.

*** 

Alt başlıkta bahsedilen, atomaltı parçacıkların bozunmasının sebebi ise korunma yasalarının tam veya kısmi ihlalidir. Eğer bir parçacığın etkileşip bir başka hafif parçacığa dönüşmesini engelleyen herhangi bir simetri yoksa, yeterince uzun zaman beklendiğinde parçacık mümkün olan en hafif parçacığa kadar bozunacaktır.

706 görüntülenme
Öne Çıkarılan Cevap
Puan Ver
5
Puan Ver
Teşekkür
Paylaş
5
Cevap Ver
Bu soruya cevap vermek için lütfen
Evrim Ağacı Soru & Cevap Platformu, Türkiye'deki bilimseverler tarafından kolektif ve öz denetime dayalı bir şekilde sürdürülen, özgür bir ortamdır. Evrim Ağacı tarafından yayınlanan makalelerin aksine, bu platforma girilen soru ve cevapların içeriği veya gerçek/doğru olup olmadıkları Evrim Ağacı yönetimi tarafından denetlenmemektedir. Evrim Ağacı, bu platformda yayınlanan cevapları herhangi bir şekilde desteklememekte veya doğruluğunu garanti etmemektedir. Doğru olmadığını düşündüğünüz cevapları, size sunulan denetim araçlarıyla işaretleyebilir, daha doğru olan cevapları kaynaklarıyla girebilir ve oylama araçlarıyla platformun daha güvenilir bir ortama evrimleşmesine katkı sağlayabilirsiniz.
Reklamı Kapat
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol
Türkiye'deki bilimseverlerin buluşma noktasına hoşgeldiniz!

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
“Eğer görelilik teorim ispatlanırsa Almanya beni Alman ilan edecek, Fransızlar ise Dünya vatandaşı... Yanlışlanırsa Fransızlar beni Alman ilan edecek, Almanlar ise Yahudi...”
Albert Einstein