Yeni Soru Sor
Paylaşım Yap
Tüm Reklamları Kapat
Sorulara Dön
Mustafa İnanç
Mustafa İnanç
4,150 UP
Üye
2

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

Bunun kuantum fiziğinde bir açıklaması var mı?
1,537 görüntülenme
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
  • Dış Sitelerde Paylaş
  • Soruyu Takip Et
  • Raporla
  • Mantık Hatası Bildir
Tüm Reklamları Kapat
1 Cevap
Tansu Daylan
Astrofizikçi

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.

Tüm Reklamları Kapat

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.

821 görüntülenme
Bu cevabın içeriği ve doğruluğu, Evrim Ağacı editörleri tarafından kontrol edilmiş ve onaylanmıştır.
9
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
  • Dış Sitelerde Paylaş
  • Raporla
  • Mantık Hatası Bildir
Daha Fazla Cevap Göster
Cevap Ver
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.
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
Evrim Ağacı'na Destek Ol

Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katın.

Evrim Ağacı'nı Takip Et!
Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Video Konu Önerisi
Başlık
Gündem
Bugün bilimseverlerle ne paylaşmak istersin?
Bağlantı
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, aklınızdan geçen düşünceleri Evrim Ağacı ailesiyle paylaşabilmeniz içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Bilim kimliğinizi önceleyin.
Evrim Ağacı bir bilim platformudur. Dolayısıyla aklınızdan geçen her şeyden ziyade, bilim veya yaşamla ilgili olabilecek düşüncelerinizle ilgileniyoruz.
2
Propaganda ve baskı amaçlı kullanmayın.
Herkesin aklından her şey geçebilir; fakat bu platformun amacı, insanların belli ideolojiler için propaganda yapmaları veya başkaları üzerinde baskı kurma amacıyla geliştirilmemiştir. Paylaştığınız fikirlerin değer kattığından emin olun.
3
Gerilim yaratmayın.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
4
Değer katın; hassas konulardan ve öznel yoruma açık alanlardan uzak durun.
Bu komünitenin amacı okurlara hayatla ilgili keyifli farkındalıklar yaşatabilmektir. Din, politika, spor, aktüel konular gibi anlık tepkilere neden olabilecek konulardaki tespitlerden kaçının. Ayrıca aklınızdan geçenlerin Türkiye’deki bilim komünitesine değer katması beklenmektedir.
5
Cevap hakkı doğurmayın.
Bu platformda cevap veya yorum sistemi bulunmamaktadır. Dolayısıyla aklınızdan geçenlerin, tespit edilebilir kişilere cevap hakkı doğurmadığından emin olun.
Ekle
Soru Sor
ve seni takip ediyor

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

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