Skip to content Skip to navigation

Neden Madde Miktarı Antimadde Miktarından Fazladır?

Dr. Mahir E. Ocak
27/11/2014 - 15:58

Gözlemlediğimiz evrenin neredeyse tamamı normal maddeden oluşuyor. Antimadde miktarı ise madde miktarından çok daha az. Bu durumun sebebinin ne olduğu hakkında öne sürülen çeşitli görüşler var. Fakat soru hâlâ tam olarak cevaplanmış değil.

İlk olarak madde miktarı ile antimadde miktarı arasındaki orantısızlığın sadece gözlemlerle alakalı olduğu düşünülebilir. Bu görüşe göre madde ve antimadde evrenin farklı bölgelerinde yoğunlaşmıştır. Her ikisi de aynı biçimde ışık ürettiği için doğrudan gözlem yaparak madde ile antimadde uzaktan ayırt edilemez. Ancak madde miktarının yoğun olduğu yerler ile antimadde miktarının yoğun olduğu yerler arasındaki sınır bölgelerinde madde ve antimaddenin birbirini yok etmesiyle oluşacak yüksek enerjili gama ışınları gözlenebilir. Fakat bugüne kadar yapılan gözlemler sonucunda böyle bir bölge bulunamamıştır. Dolayısıyla bu görüşün doğru olması için antimaddenin yoğun olduğu bölgelerin evrenin bizim gözlemleyebildiğimiz kısmının dışında olması gerekir. Bu durumda açıklanması gereken temel soru, madde ve antimaddenin nasıl birbirinden uzaklaştıkları olur. Bunun bir açıklaması, madde ve antimadde arasındaki kütleden kaynaklanan etkileşimin normal maddeler arasındaki etkileşimden farklı olmasıdır. Eğer madde ve antimadde arasındaki kütleden kaynaklanan kuvvet itici ise madde ve antimadde birbirinden uzaklaşabilir. Fakat bu görüş genel görelilik kuramı ile uyumsuzdur. Ayrıca evrenin hızlanarak genişlediği bilinmesine rağmen, kütleçekim kuvveti ile birbirini iten gökadaların varlığına dair herhangi bir veri de yoktur.

Madde ve antimadde miktarları arasındaki orantısızlığın evrenin tamamı için geçerli bir olgu olduğu kabul edilerek de bir çözüm bulunabilir. Bu durumda orantısızlığın sebebi fizik yasalarında aranmalıdır. Bu fark, parçacıkların oluşum sürecinde ya da bozunma sürecinde olabilir. Örneğin zayıf çekirdek kuvvetini içeren bazı süreçlerde CP simetrisinin geçerli olmadığı durumlarda farklı miktarda madde ve antimadde oluşur. CP simetrisine göre madde parçacıkları için mümkün olan bir sürecin ayna görüntüsü de antimadde parçacıkları için mümkündür. Bu simetrinin geçerli olmadığı durumda, Büyük Patlama’dan hemen sonra oluşan madde miktarı antimadde miktarından fazla olacaktır. Kuramsal olarak parçacık fiziğinin standart modelinde CP simetrisinin geçerli olmadığı birkaç durum öne sürülmüş ve bunların bazıları deneysel olarak doğrulanmıştır. Fakat yapılan deneyler bu süreçlerin hiçbirinin gözlemlenen büyük orantısızlığı açıklamak için yeterli olmadığını gösteriyor. Leptonların üretimi ile ilgili bir sürecin gözlemleri açıklamak için yeterli olabileceği düşünülüyor. Fakat bu süreç henüz deneysel olarak doğrulanamadı.

Madde ve antimadde parçacıklarının bozunma hızlarının farklı olması ise parçacıkların dipol momentine (çiftkutup momentine) sahip olmasıyla mümkündür. Fakat bugüne kadar yapılan deneyler sonucunda elektron gibi temel parçacıkların dipol momenti olduğuna dair bir veri elde edilemedi.

Eğer leptonların üretimi ile ilgili süreç deneysel olarak doğrulanırsa ve orantısızlığı açıklamak için yeterli olduğu anlaşılırsa, sorun standart model içinde çözülecektir. Aksi takdirde CP simetrisinin geçerli olmadığı başka süreçler bulabilmek için standart modeli genişletmek gerekebilir.

İlgili İçerikler

Fizik

Bu etkinliğimizde maliyeti uygun malzemeler kullanarak sabit makaralar, kaldıraç ve tekerleklerden oluşan ve bir bileşik makine olan “lastik tekerlekli vinç” düzeneği tasarlayacağız.

Fizik

Deneyler köşesinin bu etkinliğinde basit bir kondansatör tasarlayıp birçok elektrik devresinde kullanılan bu elektronik devre elemanının çalışma prensibini öğreniyoruz.

Fizik

Yenilenebilir enerji kaynaklarının başında güneş enerjisi geliyor. Ancak güneş ışığından aldığı enerjiyi elektriğe dönüştüren geleneksel fotovoltaik gözeler sadece gündüzleri çalışıyor. Gündüzleri elde edilen enerjiyi geceleri kullanabilmek içinse başka enerji biçimlerine dönüştürüp depolamak gerekiyor.

Fizik

Fren pedalına hafif bir dokunmayla, yüklü bir kamyonun nasıl durduğunu öğrenmek ister misiniz? Sürücü tarafından fren pedalına uygulanan kuvvet, fren hidroliği tarafından balatalara iletilir. Balatalar da tekerleklerle bağlantılı fren disklerini sıkıştırarak aracın yavaşlamasını ve durmasını sağlar.

Fizik

Yarasalar ilgi çekici bir özelliğe sahip: Ses dalgalarını kullanarak tamamen karanlık bir ortamda çevrelerindeki nesnelerin yerini belirleyebiliyorlar. Görme engelli bazı insanların da bu özelliğe sahip olduğu biliniyor.

Fizik

Tasarla ve Yap köşesinin bu etkinliğinde maliyeti uygun malzemeler kullanarak elektrik enerjisi elde edip enerjiyi ışık, hareket ve ses enerjisine dönüştüren bir düzenek tasarlayacağız.

Fizik

Su, elektrik enerjisi kullanılmadan bulunduğu yerden daha yükseğe nasıl taşınabilir? Arşimet bu sorunu milattan önce üçüncü yüzyılda icat ettiği Arşimet vidası ile çözmüştü. Deneyler köşesinin bu etkinliğinde, Arşimet vidası tasarlayarak suyu yukarı taşımak amacıyla kullanılabilecek bir pompa yapıyoruz.

Fizik

Bilim Genç olarak ODTÜ Saçılmalı Demet Hattı ve İVME-R’de yürütülen çalışmalarla ilgili ODTÜ Fizik Bölümü Öğretim Üyesi ve İVME-R Müdürü Prof. Dr. Bilge Demirköz ile bir söyleşi gerçekleştirdik.

Fizik

Bundan yüzyıllar önce Dünya’nın kendi etrafında dönüp dönmediği, ayrıca Dünya’nın mı Güneş’in etrafında yoksa Güneş’in mi Dünya’nın etrafında dolandığı bilim insanları arasındaki en hararetli tartışma konularından biriydi. 

Fizik

Rice Üniversitesinde Prof. Dr. James M. Tour önderliğinde çalışmalar yapan bir grup araştırmacı, karbon içeren atıklardan grafen üretmeye imkân veren bir yöntem geliştirdi. Araştırma ile ilgili makale Nature’da yayımlandı.