Düşündüğümüzden Daha Hafifmiş


Dila Altındiş

Yeni bir araştırma, tek bir protonun kütlesinin bilinenden daha hafif olduğunu ortaya koydu.

Bu ufak, pozitif yüklü tanecikler en küçük maddeden, yıldızlara kadar gördüğümüz her şeyin oluşumunda rol oynuyorlar. Öyle hafifler ki, ölçülmesi ancak bilim insanlarının Penning tuzağı adını verdikleri bir cihazla mümkün olabiliyor. Proton cihazın elektrik yüklü alanına takılırken, manyetik alanı tarafından da daire şeklinde hareket ettiriliyor. Proton döndüğü sırada hangi frekansta titriyor ya da kararsız bir biçimde salınıyorsa, ona göre kütlesi hakkında fikir veriyor. Araştırmacılar bu ölçümleri, 12 atomik kütle birimi olarak tanımlanan karbon atomuyla kıyaslayarak hesaplayabiliyor.

Kuşkusuz hiçbir deney kusursuz değil ve Manyetik alanlar bulunduğumuz yere ve zamana göre küçük ölçekli hata paylarına yol açarak değişiklik gösterebiliyor.

İşte Almanya'da bir grup fizikçi, çekirdek ve protonu ayrı yerlere hapsedip hızlı bir şekilde ölçüm alanına yerleştirmeyi başardı. Önceden 30 dakika kadar alan bir deneyi 3 dakikada tamamlayarak protonun kütlesine dair daha isabetli bir veriye ulaştılar. Ekip ayrıca kurulumuna daha fazla hareket dedektörü ekledi ve böylece trilyon başına 32 parça hassasiyetle ölçüm yapabildi.

Deney sonuçlarına göre protonun kütlesi 1,007276466583 atomik kütle birimi. Geçmiş deneylerden elde edilen ortalama değerin yaklaşık 30 milyar katı kadar düşük olan bu ölçüm, bu hafta Physical Review Letters'da yayımlanan bir makalede açıklandı.

Araştırmalarını, Max Planck Enstitüsü'nün Nükleer Fizik bölümünde sürdüren Alman ve Japon fizikçilerden oluşan ekip, bundan sonra protonu ve karbon iyonunu aynı anda ayrı tuzaklarda ölçerek hassasiyeti artırmayı ve böylece manyetik alan dalgalanmalarına bağlı belirsizliği ortadan kaldırmayı planlıyor.

Aynı ekipten bir başka fizikçi, antiprotonun -protonun negatif yüklü ikizi- ağırlığını da ölçmeyi deneyecek. Proton ve antiproton kitleleri arasındaki küçücük bir fark, gördüğümüz evren maddeden oluşurken, antimaddenin neden bu denli nadir olduğunu açıklamaya yardım edebilecekmiş.

 

KAYNAKLAR

  • 1. http://www.sciencemag.org/news/2017/07/surprise-proton-lighter-we-thought