Gerald Gabrielse ve ekibi, çalışmalarına proton manyetik momentini (bir protonun spininden dolayı manyetik alanla etkileşiminin şiddetini belirleyen nicelik) ölçmek için tasarlanmış bir tuzak düzeneği ile başladılar.

Daha sonra düzeneklerini, mevcut en büyük parçacık fiziği laboratuarı olan CERN'e taşıdılar. Burada üretilen anti-proton demetinden tek bir anti-proton yakalayarak manyetik momentini ölçtüler. Anti-protonun manyetik momenti, protonunkinden 5/1.000.000 mertebesinde farklılık gösterdi.

Ölçüm, şu ana kadar ulaşılmış en küçük hatayla proton ve anti-proton manyetik momentlerinin eşit olduğunu gösterdi. Bu sonuç, madde – anti-madde çiftlerinin simetrik olduğu, yani, elektrik yükü gibi bir takım niceliklerinin birbirlerinin tam olarak zıddı olduğu düşüncesiyle tutarlı.

Günlük hayatta etkileştiğimiz nesnelerin yapıtaşı olan parçacıkların anti-parçacık çiftlerinin fiziksel özelliklerinin deneysel olarak belirlenmesi modern fiziğin önemli konularından biri. Zira madde ile anti-maddenin tam anlamıyla simetrik olduğunu gösteren ölçümler ne kadar hassas olsa da, evrende maddenin anti-maddeden çok küçük miktarda fazla olduğunu biliyoruz.

“Büyük Patlama” kuramına göre evrenin doğumu sırasında tam olarak eşit olması gereken madde ve anti-madde miktarının, evrenin ilk oluşum anlarında bir şekilde farklılaştığı, modern fizik alanyazınında yaygın kabul gören görüş durumunda.

Bunun ötesinde, parçacık fiziğinin kuramsal temelini oluşturan ve Einstein'ın ünlü Görelilik Kuramı'nın “Özel Kuram” (Special Theory of Relativity) versiyonu ile tutarlı olan Kuantum Alan Kuramı, halen kütleçekimine tutarlı biçimde uygulanabilmiş değil. Dolayısıyla, evrendeki bütün etkileşimlerin bu kuram çerçevesinde açıklanıp açıklanamayacağı halen kesin olarak bilinmiyor.

Ne var ki madde – anti-madde simetrisini kuramsal olarak açıklayan çerçeve, Kuantum Alan Kuramı'nın çizdiği çerçeve olduğundan, ilgili ölçümlerin her seferinde daha büyük hassasiyeti hedefleyerek yapılması, modern fiziğin açık problemlerine önerilen kuramsal yanıtlar arasında seçim yapılabilmesi ve bilinen etkileşimleri açıklayan kuramların kendi aralarında tutarlı bir bağın kurulabilmesi açısından önem taşıyor.

BilimsoL ekibinden Mehmet Ali Olpak hazırladı.
facebook.com/BilimsoL
twitter.com/BilimsoL

İlgili Makale:
Phys. Rev. Lett. 110, 130801 (2013)