Proton Sandığımızdan Daha Hafif

3078
proton

Dünyanın en hafif ağırlığını banyo baskülünüzle tartamazsınız. Ancak yeni ve zekice düşünülmüş bir deneyle bunun için yöntem üretebilirsiniz. Son çalışmalarla fizikçiler protonun muhtemelen bizim düşündüğümüzden daha hafif olduğunu ortaya koydular.

Konuyla ilgili Florida Eyalet Üniversitesinde fizik profesörü olan Edmund Myers “bu protonun kütlesiyle ilgili önemli bir ilerlemedir” açıklamasında bulundu. Kendisi çalışmada yer almayan profesör şunları da ekledi: “Yaptıkları çalışmada herhangi bir boşluk tespit etmedim. Önemli bir iş yaptılar.”

Küçük ve artı yüklü atom alt birimi taneciğe dünyanın her tarafında proton denir. Bütün atomların merkezinde proton bulunur. Güneş ve yıldızların ana kaynağı da yine protondur.

Protonlar çok hafiftir. Bu nedenle normal yöntemlerle tartılamazlar. Ancak son on yıllarda Fizikçiler, protonun kütlesini daha hassas bir şekilde ölçmek için “Penning tuzağı” adı verilen bir cihazda güçlü elektrik ve manyetik alanları birleştirdiler. Bu deneylerde elektrik alanı, protonu tutarken manyetik alan bunu bir daire içerisinde hareket ettirmeye zorlar. Dönerken, proton kütlesi ile ilişkili bir frekansta titreşir veya salınır.

Araştırmacılar, bu salınımları ölçerek protonun kütlesini hesaplayabilir ve bunları bir referansta (genellikle ağırlığı 12 atomik kütle birimi olarak tanımlanan karbon atomu kullanılır.) kıyaslayarak hesaplayabilir.

Ancak hiçbir deney mükemmel değildir. Manyetik alanlar zaman ve mekanda farklılık göstererek küçük ölçüm hatalarına neden olur. Bu dalgalanmaların etkisini azaltmak için, Almanya’nın Mainz kentinde çalışan bir grup fizikçi, karbon çekirdeğini ve protonu ayrı depolama tuzakları içine yükledi ve ardından onları ölçüm tuzağına sokup çıkardı. Çekirdek ve protonun değiştirilmesi önceki deneylerde 30 dakikadan fazla sürmesine rağmen, Alman grubunun yalnızca hataları biriktirme şansını sınırlayan yaklaşık 3 dakikaya ihtiyacı vardı. Ekip ayrıca çalışma ortamlarına daha fazla hareket detektörü ekledi ve böylece trilyon başına 32 parça hassasiyetle ölçüm yapma imkanı buldu.

Almanya’da Heidelberg’de bulunan Max Planck Nükleer Fizik Enstitüsü’nde fizikçi olan Sven Sturm (çalışma grubun lideri) diğer araştırmacıların bu kadar yüksek kitleleri neden ölçtüğünden emin olmadıklarını söyledi. Daha ideal ve kesin bir ölçüm için çalışmalar devam etmekte.

Yazımızı Beğendiniz mi?

İstanbul Teknik Üniversitesinde eğitim aldım. Bildiklerimi ve araştırıp öğrenmeye çalıştıklarımı sizinle paylaşıyorum.

Düşünceleriniz Nedir?

Lütfen yorumunuzu buraya yazınız.
Lütfen isminizi buraya yazını.