Yeni bir ‘Muon-Fiziği’ mi doğuyor…? (Muon measurement may boost evidence for New Physics…!)

(Güncelleme: 11.04.2021)

………………………

Daniel Garisto’nun, scientificamerican.com’da, 7 Nisan 2021’de yayımlanan haberinde, ‘Moun’lar üzerine sürdürülmekte olan araştırmalarda elde edilen yeni bulguların bilinen fizik yasalarında değişikliğe yol açabileceği ileri sürüldü…!

Long-Awaited Muon Measurement Boosts Evidence for New Physics
Muon g-2 manyetik toplama/biriktirme halkası ( Brookhaven National Laboratory, New York , ABD; halen, Illinois’teki Fermi Ulusal Laboratuvarına nakladilmiş durumda.) (Kaynak: Alamy, scientificamerican.com)

Atom-altı parçacıkların Standart Modeli, doğal parçacıkları ve evreni oluşturan kuvvetlerin çoğunu açıklamada çok başarılı olurken, gravitasyon kuvvetini, kKara maddeyi, Kara Enerjiyi ve nötrino kütlelerini açıklamakta yetersiz kalmakta…; açıklayamamakta…!

Araştırmacılar, bu bilinmeyenleri açıklayabilmek için araştırmalarını deneylerde gözledikleri ‘anormalliklere’ (anomaly) yönlendirerek, Standart Modelin dışına çıkarak sürdürmekte…!

‘Muon g-2’ deneyi, Fermi Ulusal laboratuvarında (Batavia, Illinoi) sürdürülen ve muonların manyetik alandaki hareketini inceleyen bir deney… Bu parçacıkların deneysel olarak ölçülen manyetik momentlerinin teorik olarak hesaplanandan farklı olarak ortaya çıkması durumunda, bu durumun, yeni bir fiziğin habercisi olacağı söyleniyor…; muon’ları etkileyen başka bir parçacığın veya kuvvetin varlığının işareti olarak…!

Araştırmacılar, muon’lar için ölçülen deneysel değerin, teorik olarak hesaplanandan 0.000000251 kadar farklı olduğunu belirledi… Fermilab’da teorik fizikçi Gordan Krnjaic, bu çok küçük farkın bile, parçacık fiziğinin yönünde önemli bir değişikliğe yol açabileceğini söylüyor…

Muon’lar elektronların hemen hemen dengi olan parçacıklar…Elektronlar ve muon’lar aynı elektrik yüküne sahip olmakla birlikte, ‘spin’ (eksenel-dönme) gibi farklı kuantum özelliklerine sahip parçacıklar… Ancak, bir muon elektronun 200 katı kütleye sahip. Muon’lar bu özellikleri sebebiyle, kısa ömürlü ve hızla başka parçacıklara dönüşebilme (decay) özelliğine sahip…

Bu sebeple, muon’lar, moleküller gibi yapıların oluşturulmasında elektronların kararlı rolünü oynayamazlar… Muon’lar ilk defa, 1933’te, Alman Fizikçi Paul Kunze tarafından gözlenmiş, Kunze, bu parçacıkla neler yapılabileceğini bilememişti…! Bu parçacığın keşfi, o dönemde bazı fizikçilerin ‘bir bu eksikti…’ demelerine yol açmıştı…!

Daha sonraki onyıllarda gerçekleştirilen keşiflerle, muon’ların daha büyük bir yapının parçaları olduğu anlaşıldı…

Brookhaven Ulusal Laboratuvarında (Upton, New York, ABD), 2001’de gerçekleştirilen ‘E821’ deneyinde, muon’ların manyetik momentinin teoride öngörülenden farklı olduğu belirlendi…; bu keşif yeterince güçlü görünmemiş olsa da, araştırmacıların merakını uyandırmaya yetmişti…

Cern’deki (Geneva, isviçre) araştırmacılar, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı ‘Beuty’de (LHCb) muon’larla ilgili ‘yeni fiziğin’ ipuçlarını yakaladılar…!

Araştırmacılar, yeni bir fiziğin var olup olmadığının ispatının, daha güçlü parçacık hızlandırıcısının inşaasından sonra anlaşılabileceğini söylüyor…

Yararlanılan Kaynaklar:

https://www.scientificamerican.com/article/long-awaited-muon-measurement-boosts-evidence-for-new-physics/