Fizikçiler Karanlık Maddeyi Bulmak İçin Yeni Bir Yöntem Buldu


En güncel bilimsel haberlerden, akademik teklif, çağrı, etkinliklerden haberdar olmak için e-bültenimize üye olun.

E-Bülten Aydınlatma Metni

18/10/2019

TABIP Portal tarafından eklenmiştir.

Stockholm Üniversitesi ve Max Planck Fizik Enstitüsü’nden fizikçiler plazmaları kullanarak, bugüne kadar tespit edilemeyen karanlık maddeyi bularak, devrim yapmayı amaçlıyor. Evrenin %85’ini karanlık maddenin oluşturduğu varsayılıyor. Evrende proton ve nötronları bir arada tutan ve zamanda aynı ileri ve gerilere sahip güçlü kuvvete “axion-aksiyon” deniyor. Aksiyonlar karanlık maddeye doğal bir açıklama getirebilir. Ayrık parçacıkların aksine, aksiyon karanlık madde tüm uzaya doğru yayılarak akan bir dalga oluşturabilir.

Aksiyon karanlık madde için en iyi açıklamalardan biri olabilir fakat büyük çaplı bir deney odağı olabilir. Artık aksiyonları saklandığı yerleri bulmak için yeni fikirler üretiliyor.

Radyoda Doğru Frekansı Ayarlamaya Benziyor

“Aksiyonları bulmak biraz radyo frekansını ayarlamaya benziyor: Doğru frekansı bulana kadar radyonuza ince ayar çekmelisiniz. İşte doğru frekansı ayarladığınızda müzik, yerine Dünya’ya yolculuk eden karanlık maddeyi duyacaksınız. Aksiyon çok iyi fikir olsa da, otuz yıldır deneysel olarak ihmal ediliyor,” diyor Stockholm Üniversitesi Fizik’ten Dr. Alexander Millar.

Araştırma ekibinin çalışmadaki anahtar odağı ise manyetik alan içinde aksiyonların üretebileceği, küçük bir elektrik alanının plazma içinde salınım(osilasyon) üretmede kullanılabileceğidir. Plazmadaki, elektron gibi yüklü parçacıklar sıvılar içinde özgürce yüzebilir. Sonra bu salınım sinyali yükselterek axion radyosunu daha iyi duymamızı sağlayabilir. Rezonant boşluğuna dayalı sistemlerin aksine, bu gibi sistemlerde büyük plazmalar üretmek dışında limit yok, böylece büyük sinyaller oluşturulabilir. Bu aynı telsiz ve radyo yayın kulesi arasındaki farka benziyor.

“Soğuk plazma olmadan, aksiyonlar verimli bir şekilde ışığa dönüştürülemezler. Burada plazma ikili bir rol oynuyor; hem verimli dönüşüm için bir ortam yaratıyor, hem de rezonant plazmon oluşturarak dönüştürülen karanlık madde enerjisini topluyor,” araştırmanın yazarlarından Stockholm Üniversitesi Fizik Bölümünde Doktora Sonrası araştırmacı Dr. Lawson.

“Karanlık madde arayışında bu tümüyle yeni bir yöntem ve bugüne kadar hiç el tamamıyla araştırılmamış en güçlü karanlık madde adaylarından birini aramaya yardımcı olacak. Ayarlanabilir plazma yaparak geleneksel tekniklere kıyasla daha büyük deneyler oluşturacağız ve yüksek frekanslarda daha güçlü sinyaller alacağız,” diyor Dr. Alexander Millar. Araştırmacılar aksiyon radyosunu ayarlamak için “tel metamateryali-wire metamaterial” adını verdikleri bir sistem kurmayı planlıyorlar. Bu tel saç telinden çok daha ince ve hareket ettirildiğinde plazmanın frekansını değiştiriyor. Aynı hastanelerde kullanılan manyetik rezonans makinelerindeki güçlü bir mıknatısın içine konular tel metamateryali çok duyarlı bir aksiyon radyosuna dönüşecek.

Araştırmacılarla iş birliği yapan Berkeley’den bir deney grubu bu gibi bir deneyi yakın zamanda hayata geçirmek için AR-GE yapıyor.

“Plazma haloskopları bu uzay parametresi için aksiyonları aramak öne sürülen fikirlerden biridir. Aslen deney topluluğu bu fikri çabucak kaparak, bu heyecan verici tam boyutlu deneyi inşa etmek istiyor,” diyor Dr. Alexander Millar.