Oxford Üniversitesi’nden bilim adamları ve meslektaşları, Hamburg’daki serbest elektronlar (Avrupa XFEL) üzerinde Avrupa X -Ray lazeri üzerinde varsayımsal aksi parçacıkları aramak için bir deney yaptılar. Çalışmanın sonuçları, bilim adamlarını karanlık maddenin sırlarının çözülmesine yaklaştırabilir.
Akslar, parçacık fiziğinde sorunu çözmek için önerilen varsayımsal parçacıklardır: neden yüklü kuarklardan oluşan nötronların elektrik dipol momenti yoktur. Bu küçük ve hafif parçacıkların bu dengesizliği “telafi edebileceği” varsayılmaktadır. Buna ek olarak, eksenler, evrenin yapısının büyük bir bölümünü oluşturan gizemli bir madde olan karanlık maddenin rolü için doğal bir aday olarak kabul edilir.
Aksları aramak için bilim adamları dünyanın en güçlü X -Ray lazerini kullandılar – Avrupa XFEL. Bu yapı, saniyede 27.000 kez frekansla ultra kısa X-ışını flaşları üretebilen süper iletken doğrusal hızlandırıcı ve fotoğraf ışınlarına sahip 3.4 kilometrelik bir tünel içerir.
Deney, “duvarlardan iletim” yöntemine göre gerçekleştirildi. X -rays, yoğun bir iç elektrik alanı ile Almanya’daki hassas yönlendirilmiş kristallerin ince plakalarından yönlendirildi. Hareketli parçacıklar için, bu elektrik alanı, fotonların akslara dönüşmesine izin veren güçlü bir manyetik alana (yaklaşık 1000 Tesla) benziyor.
Fotonlar için bir bariyer görevi gören ve sadece istenen eksenleri geçen kristaller arasına bir titanyum tabakası yerleştirildi. Daha sonra bu parçacıklar, diğer taraftan bir kristal içinde tekrar fotonlara dönüştüklerinde keşfedildi.
Akslar bu çalışmada keşfedilmemesine rağmen, bilim adamları kurulumlarının, partikül hızlandırıcıları üzerindeki diğer deneylerle zaten karşılaştırılabilen akslere duyarlılığa sahip olduğunu göstermişlerdir. Bu, araştırmacıların milyonlarca insandan kilolektron voltlarına kadar kütle aralığında aks üzerine yoğunlaşacakları gelecekteki deneylerin yolunu açar. Kuantum kromodinamiği teorisinin öngördüğü özelliklere sahip eksenleri tespit edebilmek için birkaç yüz kez hassasiyeti artırmayı planlıyorlar.
Araştırmanın önde gelen yazarı, İngiliz Bilim ve Teknoloji Konseyi’nden (STFC) Dr. Jack Holliday, XFEL teknolojisinin temel fiziğin en zor sorunlarını çözmede ve evreni anlamanın sınırlarını genişletmede çok yönlülüğünü vurguladı.
Projenin ana araştırmacısı Profesör Dzhanluka Gregory, bu çalışmanın Oxford Üniversitesi Fizik Fakültesi’nin çeşitli departmanları arasında yıllarca süren işbirliğinin doruk noktası olduğunu belirtti. Deneyin standart olmayan ölçümlerin zor bir yorumlanmasını talep ettiğini vurguladı ve bir ekip tarafından birleştirilen geniş bir sınav sayesinde bu sorunu başarıyla çözmenin mümkün olduğunu vurguladı.
Bu çalışma sadece yeni teknolojilerin fiziğin temel sorunlarını inceleme potansiyelini göstermekle kalmaz, aynı zamanda karanlık madde arayışında yeni ufuklar da açar. Akslar henüz keşfedilmemesine rağmen, deney, arama yöntemlerinin anlaşılmasını önemli ölçüde ilerletti ve gelecek, daha da hassas deneyler için temel oluşturdu.
