şöyle diyelim kısa cevap olarak: bir insan ömrüyle kıyaslarsak evet, elektronlar ölümsüzdür. evren ölçeğinde konuşursak kesin bir ölümsüzlükten bahsetmek için daha somut verilere ihtiyacımız var. yukarıda bir arkadaş paylaşmış, ortalama ömürleri yaklaşık 6,6 x 10^28 yıl kabul ediliyor . haklı olarak "nereden buldular bunu" diye soran olmuş. şöyle anlatmaya çalışayım:

elektronların ömrünü hesaplamak için yapılan gözlemlerde kullanılan meşhur dedektör, italya'daki borexino adlı dedektör. burada olup bitenler kısaca şöyle: çok büyük miktarda elektron, çok uzun yıllar boyunca gözleniyor. eğer bunlardan biri bozunacak olursa ortaya çıkabilecek ürün bilindiği için (ki bir foton ve bir nötrinodan bahsediyoruz) o ürünün varlığına bakılıyor. nötrino bu konuda pek işe yaramıyor çünkü etkileşim fakiri bir parçacık ama foton bildiğimiz ışık diyebiliriz. o yüzden görebileceğimiz, yakalayabileceğimiz bir ürün bu. dolayısıyla da fotonun varlığına bakıyorlar. bu amaç için gözlemlenen şey aslında bir sıvı çünkü eğer bir bozunma olup da foton salınırsa, bu sıvının molekülleriyle etkileşime girme olasılığı yüksek. bu da dedektörlere yakalanacak minik bir ışık parlaması anlamına geliyor.

akla şu gelebilir: herhangi bir farklı nedenden kaynaklanan bir foton etkileşimi de olabilir. nereden bileceğiz bunun bozunmadan mı yoksa başka bir şeyden mi kaynaklandığını? bu bozunmada ortaya çıkacak olan fotonun enerjisi 256 kev, yani tam olarak ne aradığımız net şekilde belli. o yüzden bu kısımda bir soru işareti yok.

senelerce bu elektronlar izleniyor, böyle bir foton ortaya çıkacak mı diye ama çıkmıyor. düz mantık şu: bunca elektronu bunca yıl gözledik ama bozunan yok. o zaman bir alt sınır belirleyebiliriz.

burada kafa karıştıracak bir nokta var. en azından ben ilk duyduğumda kafam karışmıştı. ona açıklık getirmek istiyorum peşin peşin. diyelim ki insanın ortalama ömrünü hesaplamak için ilkel zamanlarda bir gözlem yapıyoruz. 10 tane insanı inceliyoruz. bunların hepsi de 100 yıl boyunca ölmüyor. burada mantıken şunu söyleyebiliriz: "bir insan ömrünün alt sınırı en az 100 yıldır." yani mesela şunu demeyiz: "10 kişi var deneyde. 100 yıl yaşadılar. demek ki ömrün alt sınırı 10 x 100'den 1000 yıldır." böyle bir hesap çok saçma olurdu.

elektronların olayı böyle olmuyor. onların "ömrü"nü hesaplarken gözlemlenen elektron sayısı da işin içine dahil ediliyor. elektronların ömrü dediğimiz şeyle insanın ömrü dediğimiz şey aynı kavramlar değil. en başta zaten insanın ölümü kesin ve genellikle hastalık, yaşlılık gibi belirli süreçler sonunda gerçekleşiyor. yani bütün insanlar ani olarak, rastgele şekilde ortadan kalkmıyor. elektronların bozunması ise bir çeşit zar atışı gibi: olabilir de olmayabilir de ve eğer olursa ani bir şekilde gerçekleşir.

elektron ömrünü hesaplarken -insan ömrünün aksine- gözlemlenen süreyle gözlemlenen elektron sayısı çarpılıyor. o yukarıda bahsi geçen kocaman sayı böyle bulundu. peki neden? yani neden elektron sayısını çarpmaya dahil edip de sayıyı böyle arşa çıkarıyoruz? bu aslında istatistikle alakalı bir hesaplama yöntemi. az sonra geleceğim ona.

bu elektronlar mesela ortalama olarak 3 yılda bozunuyor olsaydı ne olurdu? bir ortalamadan bahsettiğimiz için, hepsi tam 3. yılda bozunmazdı. bazıları 1 yılda, bazıları 3 ve bazıları da belki 10 yılda bozunabilirdi. yani biz bunları 2 senedir izliyorsak, mutlaka bazıları bozunmuş olacaktı ve biz de bunu dedektörle yakalayacaktık. öyle olmadığını görüyoruz. deney boyunca 1 tane bile bozunan olmadığına göre -eğer günün birinde bozunuyorlarsa bile- ortalama süre çok yüksek olmalı sonucuna varıyoruz.

çok basit bir simülasyon yaptırdım kısa bir python koduyla. elektron bozunması değil de bomba patlaması olsun dedim. 100 bin tane bomba oluşturup üstel bir rastgelelik (çünkü parçacık bozunması bu şekilde oluyor, yani gerçek hayattaki hesaplama şekline uygun kod yazdım) aracılığıyla patlama zamanlarını gelişigüzel ürettirdim. 2, 10 ve 100 yıllık ortalama ömürler için 1 yıl gözlem yaptığımızı kabul ederek ne kadarının patlayacağını görmüş oldum. sonuçlar konuya biraz açıklık getirebilir diye buraya da yazmak istedim.

toplam 100 bin bomba için:
- ortalama ömrü 2 yıl olanlardan 1 yıl içinde 39.375 tanesi (ki beklenen sayı yaklaşık 39.347) patlardı.
- ortalama ömrü 10 yıl olanlardan 1 yıl içinde 9.581 tanesi (ki beklenen sayı yaklaşık 9.516) patlardı.
- ortalama ömrü 100 yıl olanlardan 1 yıl içinde 1.011 tanesi (ki beklenen sayı yaklaşık 995) patlardı.

süre arttıkça patlama sayısının nasıl düştüğü dikkatinizi çekmiştir. yani konu biraz basitçe düşünüldüğünde şuna dönüşmüş oldu: eğer ortalama bozunma süresi görece kısa olsaydı, bu kadar fazla elektron içerisinde mutlaka en azından milyarlarcası bozunmuş olurdu. bu süreleri 2 ya da 100 yıl değil, mesela 10^8 yıl bile yapsanız bu bozunmaları görmemiz gerekecekti ama yok, görmüyoruz. demek ki bunlar ya bozunmuyor ya da ortalama bozunma süresi bile o kadar yüksek ki henüz alt sınırdakiler bile bozunmaya başlamadı. alt sınır en azından 6,6 x 10^28 yıl mertebelerine çıkarıldığı zaman (çünkü ölçülen bu) 0 bozunma normal hâle geliyor. elektron sayısının süreyle çarpılmasının sonucu bu. neden çarpıyoruz? çünkü her bir elektronun zar atması birbirinden ayrı bir olay. 1 elektron izleseydik bu kumarı 1 kez oynamış olacaktık. 1 milyon elektron izleseydik 1 milyon kez bu kumarı oynamış olacaktık. 10^23 ila 10^32 elektron izlersek, o kumarı bu kadar çok kez oynamış oluyoruz. özetle: toplam kaç adet bağımsız zar attığımızı bu sayı ve süreyi çarparak bulmuş oluyoruz.

***

bu noktada bir soru daha gelebilir aklınıza: "o zaman deneyin hangi dedektörde yapıldığına bağlı olarak sayı da değişecek demektir çünkü her dedektörde gözlemlenen elektron sayısı birbirinden farklı." evet, bingo! daha farklı sayıda elektron gözlemlerseniz daha düşük ya da yüksek bir alt sınır belirleyebilirsiniz. çok mu önemli derseniz, insan ömrüyle kıyaslayınca pek önemi kalmıyor bu sayıların arasındaki farkın ama evrenin geleceği için tabii ki önemli. eğer elektron bozunuyorsa ya da tahminimizden daha kısa sürede bozunuyorsa, maddenin kararlı kalacağı süre de kısalacak demektir. bunun sonucunda da evrendeki tüm cisimlerin günün birinde yok olması kaçınılmaz olur. yani sonuç olarak: bozunma süresi ne kadar yüksek olursa elektrik yükünün korunumu yasasının ne kadar sağlam olduğu görülür, fizik kanunları bir o kadar sağlam olur ve evrendeki maddenin ne kadar uzun süre var olmaya devam edeceği konusunda da o kadar güçlü kanıt elde etmiş oluruz.