Bilim insanları nadir görülen bir kuark etkileşimini gözlemleyerek Büyük Patlama ve evrenin ilk anlarına dair kritik bir ipucu elde etti.



Bilim insanları evrenin doğduğu ilk anlara dair heyecan verici bir keşfe imza attı. Son araştırmalar kuarklar arasında şimdiye kadar nadiren gözlemlenen bir etkileşimi ortaya çıkardı. Büyük Patlama’nın hemen ardından madde nasıl oluştu sorusuna önemli bir yanıt olabileceği düşünülen araştırma, evrenin neden maddenin lehine bir asimetriyle şekillendiğini anlamamıza da katkı sunabilir.

Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi (CERN) bünyesindeki ATLAS deneyinde çalışan fizikçiler, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda iki kurşun çekirdeğini çarpıştırdı. Bu çarpışmalar sırasında üst kuark adı verilen parçacık çiftine ait izler tespit edildi. Üst kuarklar evrende çok nadir bulunuyor. Haliyle bu tür çarpışmalarda gözlemlenmesi bilim dünyasında büyük heyecan yarattı.

Araştırmanın odak noktası Büyük Patlama’dan hemen sonra evreni kapladığı düşünülen kuark-gluon plazması adlı madde formuydu. Söz konusu plazma normalde atom çekirdeğini oluşturan kuark ve gluonların, aşırı yüksek sıcaklık ve enerjide serbest kaldığı bir hal. Bilim insanları bu egzotik maddenin doğasını anlayarak evrenin ilk anlarına ışık tutmayı hedefliyor.



Büyük Patlama’nın Sırrı: Kuark-Gluon Plazması

Üst kuarklar, altı kuark çeşidi içinde en ağır olanı. Ağırlıkları nedeniyle yalnızca 10 üzeri -25 saniye gibi çok kısa bir sürede var olabiliyorlar. Bu kadar kısa sürede başka parçacıklara dönüşmeleri gözlemlenmesini son derece zorlaştırıyor.

Araştırmacılar kuarkların bozunma sürecinde oluşan parçacıkları analiz ederek önemli veriler elde etti. Bu süreçte üst kuarklar önce alt kuarka, ardından da elektron ve nötrinoya dönüşen başka parçacıklara ayrılıyor. Ekip tüm olayları istatistiksel olarak anlamlı şekilde doğrulamayı başardı.

Deneyde proton-kurşun çarpışmalarından elde edilen veriler iki farklı senaryo üzerinden incelendi. Her iki senaryoda da özel parçacık izleri ve enerji izleri kullanılarak üst kuarkların varlığına dair güçlü kanıtlar toplandı. Sonuçların mevcut teorik modellerle de örtüştüğü belirtildi.



Bilim dünyasının prestijli yayınlarından Physical Review Letters’da yayımlanacak olan araştırma, kuark-gluon plazmasının tüm kuark türlerini içerdiğine dair fikirleri güçlendiriyor. Ayrıca evrenin doğuşuna dair yeni teorik yaklaşımlar için sağlam bir temel oluşturuyor.

Kaynak: Science Alert