Gizemli antimadde tüm nesneler gibi yer çekimi etkisi altında kaldı

Bilim insanları, Büyük Patlama'da gizemli antimaddenin tüm nesneler gibi yer çekimine karşı düştüğünü keşfetti.

Antimadde, normal maddenin zıttı olan bir madde türüdür. Antimaddenin atomaltı parçacıkları, normal maddenin atomaltı parçacıklarıyla aynı kütleye sahiptir, ancak elektrik yükleri, spinleri ve diğer kuantum özellikleri terstir.

Örneğin, normal maddenin temel parçacıklarından biri olan elektronun antimaddesi, pozitrondur. Pozitron, elektronla aynı kütleye sahiptir, ancak pozitif elektrik yükü taşır.

Antimadde, Büyük Patlama'dan sonra normal maddeyle birlikte oluştu, ancak evrende oldukça nadir bulunuyor.

Bunun nedeni, antimadde ve maddenin birbiriyle karşılaştığında yok olmalarıdır. Bu yok oluş, iki maddenin enerjiye dönüşmesine neden olur.

Einstein'ı haklı çıkaran deney

Bilim insanları, antimaddenin tıpkı normal cisimler gibi yer çekimine aynı tepkiyi verdiğini, yani düştüğünü ilk kez gözlemledi.

İsviçre'deki Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü'ndeki (CERN) araştırmacılar, gizemli antipartiküllerin gözlemleri yoluyla ünlü fizikçinin genel görelilik teorisini doğruladıklarını iddia ediyor.

Antimadde, yıldızların, gezegenlerin ve insanların yapıldığı maddenin tam tersidir, ancak yok olma adı verilen bir süreçte normal maddeyle temas ettiğinde yok edilmeden önce, belirli bir anda yalnızca birkaç dakika var olduğundan tespit edilmesi oldukça zordur.

Ancak CERN'deki araştırmacılar, ilk kez onun da yer çekimini normal maddeyle aynı şekilde deneyimlediğini, diğer tüm nesneler gibi düştüğünü gösterdiklerini söylüyor.

Deneyin sözcüsü Profesör Jeffrey Hangst, "Bu, antimaddenin hareketi üzerinde yer çekimi etkisini gerçekten gözlemleyen ilk doğrudan deneydir. Bu bir dönüm noktasıdır." dedi.

Yaklaşık 13,8 milyar yıl önce, Büyük Patlama'nın eşit miktarda madde (görebildiğiniz her şeyin yapıldığı madde) ve onun eşit ama zıttı olan antimaddeyi ürettiğine inanılıyor.

Ancak evrende neredeyse hiç antimadde yok, bu da fiziğin en büyük gizemlerinden birini ortaya çıkardı: Bütün antimaddeye ne oldu?

Fizikçiler, Büyük Patlama'dan sonra madde ve antimaddenin karşılaşıp birbirini neredeyse tamamen yok ettiğine inanıyorlar.

Antimaddeyle ilgili en önemli sorulardan biri, yer çekimi altında antimaddenin normal maddeyle aynı şekilde düşüp düşmeyeceğiydi.

Fizikçilerin çoğu bunun böyle olduğuna inanırken, birkaçı aksi yönde spekülasyonlarda bulunmuştu.

Deney nasıl yapıldı

Düşen bir elma, Isaac Newton'un yer çekimi konusundaki çalışmasına ilham kaynağı olmuştu; fakat eğer bu elma antimaddeden yapılmış olsaydı, gökyüzüne fırlar mıydı?

Bu soruya yanıt veren deney, uluslararası Antihidrojen Lazer Fizik Aparatı (ALPHA) iş birliğinden araştırmacılar tarafından İsviçre'deki CERN'de gerçekleştirildi.

CERN'de oluşturulan antihidrojeni kullanan ALPHA deneyinde olduğu gibi, antimadde kontrollü koşullar altında sentezlenebiliyor. Antihidrojen silindirik bir vakum odasının içinde tutuldu ve üstte ve altta manyetik alanlarla sabitlendi.

Araştırmacılar, yer çekiminin etkisi ortaya çıktığında antimaddenin düşüp düşmeyeceğini gözlemlemek amacıyla manyetik alanları azaltıp antimaddeyi serbest bıraktılar.

Deneyin sonucunda antimadde, hidrojenin davrandığı gibi davranarak yer çekimine karşı koyamadı ve aşağıya doğru düştü.

Einstein da böyle demişti

Einstein, 1932'de antimadde keşfedilmeden önce yer çekiminin kapsamlı bir açıklaması olan genel görelilik teorisini tasarlarken, tüm maddeye eşdeğerlik ile davrandı.

Kısaca Einstein, aslında yıllar önce antimaddenin de tıpkı normal madde gibi yer çekimine karşı koyamayacağını söylemişti.

Bu keşif, evrenin nasıl oluştuğunu açıklamak için yapılan çalışmalara yeni bir yol açabilir.

Antimaddenin yer çekimine düşerek değil de yükselerek tepki vermesi durumunda, fizikle ilgili bildiğimiz her şeyi değişebilirdi.