Japonya’nın RIKEN Fiziksel ve Kimyasal Araştırma Araştırma Enstitüsü’nden (Rikagaku Kenkyusho) fizikçiler ve dünyanın dört bir yanındaki diğer araştırma merkezlerinden meslektaşları, laboratuvar deneylerinde erken Evren’de keşfedilen maddenin gizemli bir aşamasını yeniden yaratmaya hazırlanıyorlar.
Teorik analize göre, bu deneyler aynı zamanda dünyadaki en güçlü elektromanyetik alanları da üretebilir ve bu da yeni olayların incelenmesine olanak sağlayabilir.
Parçacık fiziğinin Standart Modeli, aşırı sıcak maddenin süper yoğun bir nesneye sıkıştırıldığında kuarklar ve gluonlar olarak bilinen atom altı parçacıklardan oluşan bir plazma ürettiğini öne sürüyor. Ancak bunu doğrulamak için deneylere ihtiyaç vardır.
“Özellikle ultra yüksek yoğunluklarda çok büyük teorik belirsizlikler var. RIKEN Disiplinlerarası Teorik ve Matematiksel Bilim Programından Hidetoshi Taya, “Maddenin bu aşırı formunu incelemek için deneyler şarttır” diyor.
Bu deneylerde fizikçiler ağır iyonları birbirine çarpıyor ve ardından ortaya çıkan plazmayı inceliyorlar. Son zamanlarda dünya çapında birçok deney, odak noktasını yüksek yoğunluklu plazmalar yaratacak ara enerjilere kaydırdı.
Taya, “Evrenin erken dönemlerinde, nötron yıldızlarında ve süpernovalarda bu tür aşırı koşullar mevcut olduğundan, bu durum kökenlerimizi anlamak açısından kritik önem taşıyor” diye açıklıyor.
Taya zaten yoğun lazerler ve onların ürettikleri güçlü elektromanyetik alanlar üzerinde çalışmıştı. Bu çarpışma deneylerinin beklenmedik bir “yan ürünü” olarak benzer ama çok daha güçlü alanların yaratılabileceğini fark etti. Bu olasılık cazip çünkü fizikçiler süper güçlü alanların yeni fiziksel olaylar yaratacağından şüpheleniyorlar.
Ancak şu ana kadar fizikçiler bu olasılığı test edecek kadar güçlü alanlar oluşturamadılar. “Yüksek güçlü bir lazer yaklaşık yüz trilyon LED’e eşdeğerdir. Ancak bu lazerler bile, bu yeni yüksek alanlı fizik efektlerini yaratmak için gereken alanlarla karşılaştırıldığında zayıftır” diyor Taya. Taya ve meslektaşları bu süper güçlü alanların teorik bir analizini gerçekleştirdiler. Çalışma, Physical Review C dergisinde yayınlandı.
Taya, “Diğer deneylerle elde edilemeyen yüksek alan fiziğini araştırmaya yetecek kadar güçlü ve uzun ömürlü elektrik alanlarının, orta enerjili ağır iyon çarpışmalarında üretilebileceğini gösterdik” diyor.
Ancak fizikçiler, oluşturulan alanı doğrudan ölçemeyecek ve dolayısıyla planlanan çarpışma deneylerindeki analizi doğrulayamayacaklar; yalnızca çarpışmanın yarattığı parçacıkları ve bunların özelliklerini ölçebilecekler. “Tahminimizi gerçekten test etmek için, elektromanyetik alanların gözlemlenen parçacıkları ne kadar güçlü etkilediğini anlamak önemlidir. Şu anda bunun üzerinde çalışıyoruz” diye bitiriyor Taya.