Protonun Gizli Kütlesi

Protonun Gizli Kütlesi

Bir protonun kütlesi, parçalarının toplamından daha fazladır. Sonunda, bilim adamları bu atomaltı parçacığın ağırlığına katkı yapan şeyi anladılar.

Protonlar, kuark olarak bilinen daha küçük parçacıklardan oluşur. Protonun kütlesini bulmak için bu kuarkları toplamak mantıklı gibi görünse de , bu toplam protonun kütlesinin sadece yüzde dokuzunu oluşturur.Geri kalan kısım parçacık içinde meydana gelen karmaşık etkilerden kaynaklanır.Kuarklar kütlelerini Higgs bozonuna bağlı bir süreçten alırlar. Bu, ilk olarak 2012 yılında tespit edilen bir temel parçacıktır. Ancak “kuark kütleleri küçüktür” diyor Lexington'daki Kentucky Üniversitesi'nden teorik fizikçi Keh-Fei Liu. O yüzden protonlar için, Higgs açıklamasının yetersiz kaldığını belirtiyor.

Bunun yerine protonun 938 milyonluk elektron voltluk kütlesinin çoğu QCD (kuantum kromodinamiği) olarak bilinen bir şeyden geliyor. QCD, proton içindeki parçacıkların salınımını açıklayan bir teoridir. Bilim adamları protonun özelliklerini teoriyi kullanarak matematiksel olarak inceler. Fakat QCD kullanarak hesaplamalar yapmak oldukça zordur. Böylece, örgü adlı bir teknik kullanarak işleri basitleştirirler. Zaman ve mekanı bir ızgaraya ayırırlar ve kuarklar yalnızca ızgaradaki noktalarda olabilirler. Bir satranç taşının aralarda bir yerde değil de sadece bir karenin içinde bulunabilmesi gibi bir şey. Bilim adamları yeni bulgularını 23 Kasım’da açıkladılar.

Fizikçiler bu tekniği daha önce protonun kütlesini hesaplamak için kullanmışlardır. Fakat şimdiye kadar, protonun hangi kısımlarının kütlenin ne kadar büyük bir kısmını sağladıkları konusunda ayrılmamışlardı, diyor California Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'ndan teorik fizikçi André Walker-Loud. Ve “Bu heyecan verici, bu yeni bir döneme ulaştığımızın bir işaretidir”,diye ekliyor. Çünkü örgü QCD, atomların çekirdeklerini daha iyi anlamak için kullanılabilir.

Liu ve meslektaşları Kuarklardan gelen kütleye ek olarak, başka bir yüzde 32 de protonun içinde salınan kuarkların enerjisinden geliyor. Çünkü enerji ve kütle aynı madalyonun iki yüzüdür. Albert Einstein, ünlü denkleminde E = mc², bunu göstermektedir, bu denklemde E; enerji, m kütle ve c ışığın hızını ifade eder. Kuarkları bir arada tutan, gluon denilen kütlesiz parçacıklar, enerjileriyle protonun kütlesine yüzde 36’lık bir katkı sağlar.Kalan yüzde 23, kuarklar ve gluonların karmaşık yollarla etkileşmesiyle oluşur.

Araştırmanın sonuçları şaşırtıcı değil, diyor teorik fizikçi Andreas Kronfeld. Bilim adamları protonun kütlesinin bu şekilde oluşturulduğundan uzun süre şüphelenmişti. Ve ekliyor , yeni bulgular güven verici.

Deney Bilim olarak bilimsel gelişmeleri yakından takip ederek, Bilim Gösterileri ve Bilim Atölyelerimizde katılımcılarımıza en doğru bilgileri aktarmaya çalışıyoruz.