Kara Madde… keşfediliyor mu ? (Direct proof of Dark Matter may lurk at low-energy frontiers…!)

Kara  Madde ağı (temsili)

(Kaynak: Getty  Images; scientificamercan.com)

Scientificamerican.com’da, Daniel  Garisto  tarafından, 9 Haziran 2020’de  yayımlanan  bir  haberde, yeni  jenerasyon  Kara  Madde  dedektörleriyle, devrimsel  bir  keşfin  yapılmış olabileceği  duyuruldu.

Birkaç  on  yıl  süren  araştırmalardan  sonra, bilim  insanları  Kara  Maddeyi  oluşturduğuna  inanılan  atomaltı  parçacığın  varlığını  büyük  ölçüde  kabul  etse  de, bu  parçacığın  yapısı  hakkında  bir  bilgiye henüz  ulaşılamadı.

Fizikçiler,  birkaç  onyıl  süren  araştırmalarında, Kara  Maddeyi  oluşturan  parçacığın, ağır  ve zayıf  olarak  etkileşen,  büyük  bir  parçacık (WIMPS) olması  gerektiğini  öngördüler; bunun, laboratuvar  ortamında  belirlenebileceğini  düşündüler.

Yıllarca  süren  araştırmalardan  sonra, WIMP’lerin  izine  rastlanamaması  sebebiyle, araştırmacılar araştırma  kapsamını  genişlettiler.

Bu  yıl  başında  bazı araştırmacılar, Kara  Madde  tarafından  üretilen ‘plasmon’ların (elektronların  bir  madde  içinde kümeleşmiş  olarak  hareket  etmesi) dedektörler  tarafından  belirlenebileceğini  ileri  sürdü.

Bu  konuda  ilk  araştırma, bir  grup  araştırmacı  tarafından Fermilab’da (Fermi National Accelerator Laboratory, Batavia, Illinois,  University of Illinois, Urbana-Champaign; University of Chicago)  gerçekleştirildi.

Bu  araştırmacılar, düşük-kütleli  Kara  Madde’nin,  bazı  dedektörlerin  halen belirlemekte  olduğu, ‘plasmon’ları üretiyor  olabileceğini  ileri  sürdüler.

Fizikçiler  Tongyan  Lin   ve  Jonathan Kozaczuk  (University of California, San Diego; ABD), düşük-kütleli  Kara  Madde’nin  bir  dedektörde ‘plasmon’ları  nasıl  oluşturabileceğini  hesapladı.

Parçacık  fizikçileri  ve  astrofizikçiler, düşük-kütleli Kara  Madde’nin belirlenmesinin nasıl  mümkün  olabileceği  hususunda,  on  yılı  aşan  bir  süreden  beri, kafa  yormaktaydı. Ancak, bıraktığı  iz  (signture) açısından kimyacılara  ve  malzeme  bilimcilerine  daha  tanıdık  olan ‘plasmon’ların  araştırılması  düşünülmemişti.

Bu  araştırma  bulgularının  önemli  olduğunu  söyleyen  Yonit Hochberg  gibi  teorik  fizikçilerin  (Hebrew University,  Jerusalem)  yanında, bu  araştırma  sonunçlarından  fazla  heyecanlanmayan   Kathryn Zurek (California Institute of Technology)  gibi Kara  Madde  fizikçileri  de  mevcut.

Bu  araştırma  grubundan  Noah Kurinsky (Fermilab and the Kavli Institute for Cosmological Physics)  ise, bu  tartışmaların   yapılan  araştırmaya    olumlu  katkıda  bulunduğunu  söylüyor.

Kara  Madde belirleme  araştırmalarının  başlangıcı 1985’e  kadar  uzanmakta. Bu  araştırmaların  temeli, Kara  Madde  parçacığının, bir  dedektörde,  bilinen  bir  madde  parçacığına  (olası)  çarpması  sonunda  açığa  çıkacak   (olası) elektron  veya  fotonun  belirlenmesi  prensibine  dayanmakta.

Fizikçiler,  ‘plasmon’ların, grup  halindeki  elektronlar  olduğunu  ve parçacık  çarpışmalarında,  belirgin  bir titreşim (woble)  hareketi  yaptıklarını  söylüyor. Bir  atom  çekirdeği  grubu  titreştiğinde, bunların birlikte yaptıkları   ‘uyarılma  hareketi’ne (excitation)  ‘phonon’  adı  verilmekte. Bu  hareketi  astrofizikçilerin  ve  Kara  Madde  araştırmacılarının  aşina  oldukları  bir  davranış.

Araştırmacılar, ‘düşük-kütleli Kara  Maddenin elektron  ve  foton  üretimine  kıyasla,  onbindebir  oranında ‘plasmon’  ürettiğini  hesapladı. Fizikçiler,  bu seyrek  ortaya  çıkışın  araştırmacılar  için  yeterli  bir  oran  olduğunu  söylüyor.

Daha  önceleri sıvı  Xenon  kullanılarak  gerçekleştirilen  deneyler  artık daha  küçük  ve  katı  madde  kullanan, daha  gelişmiş,  EDELWEISS III, SENSEI   ve   CRESST-III  gibi  dedektörlerle   yapılabilmekte.

Kara  Madde  deneylerinde  ortaya  çıkan (beklenenden  fazla  orandaki) düşük-enerjiye  dikkat  eden  araştırmacılar, bunun kaynağının  Kara  Madde  olabileceğini  düşündüler.  Bunlardan  biri  olan Lin, ‘plasmon’ hesaplamaları  yaptı.

Araştırmacılar  Kara  Maddenin  izini  heyecanla  sürmekte…!

 

Yararlanılan  Kaynaklar:

https://www.scientificamerican.com/article/direct-proof-of-dark-matter-may-lurk-at-low-energy-frontiers/?utm_source=newsletter&utm_medium=email&utm_campaign=space&utm_content=link&utm_term=2020-06-11_featured-this-week&spMailingID=66326924&spUserID=NDcxOTUyMjcxODAzS0&spJobID=1901488002&spReportId=MTkwMTQ4ODAwMgS2

%d blogcu bunu beğendi: