Maddenin Ters İkizi Olarak Bilinen Antimadde Tam Olarak Nedir?
insanoğlu, tarihi boyunca bilmediği akıl yürütemediği konularda karamsar bir ruh haline bürünmüş, akıl sağlığını ve toplumsal yaşantısını korumak için açıklayamadığı her konuya hayali bir takım çıkarımlar getirerek konu hakkında düşünmekten süreli olarak kendisini muaf kılmayı başarabilmiştir.
bilinmeyen bir olgudan korkmak dna yapımıza kodlanmış bir sigortadır, ana bütünü korur. korkularımıza hızlıca bir göz atarsak hepsinin yaşamımızı devam ettirmek için aslında ne kadar gerekli olduğunu anlayabiliriz.
algı ve gözlem yeteneklerimiz arttıkça korkularımızın azalması, insan ırkının bir sonraki nesle bırakacağı genetik mirası değerli kılmaktadır. bu çıkarım ile daha çok bildikçe daha az korkarız demek yanlış olmaz.
neleri biliyoruz?
insanoğlu 200.000 yıllık tarihinde bize göre bilimsel açıdan birçok başarılar elde etti, teknolojilerini geliştirdi. mağara yaşamından uzay çağına uzanan bir gelişimi görece bir zamanda tamamlayarak bir sonraki yüz bin yılın artık doğduğu geliştiği gezegende devam etmeyeceği edemeyeceği bir noktaya geldi ve bunları sadece gözlem ve algı yetenekleri ile başardı.
ne kadar gözlem yapabiliyoruz?
bu sorunun cevabını bilim insanları farklı şekilde yanıtlasa da, ortak buluştukları payda %3 ila %5 civarında. yani 200.000 bin yıl içinde yaşadığımız evrenin sadece %4’ünü görebilmeyi ve algılayabilmeyi başarabilmişiz.
bu bilgiler doğrultusunda bir denklem kurarsak kabaca 200.000 yılda %4 ilerleme ile uzay çağına geldiğimiz sonucuna ulaşmamız kaçınılmaz. neyse ki bundan sonraki her %1 gelişim için 50.000 yıl beklemek zorunda değiliz. teknolojinin teknoloji yarattığı bir dönemde gelişimlerin eskiye kısayla daha kısa sürmesi bilinen bir gerçek.
%5 için önümüzdeki ilk problem
yazının gidişatından anlaşılabileceği gibi ilerlememizin önündeki en büyük engel gözlem ve algı yeteneğimizin kısıtlı olması daha doğru bir tabir ile görememek algılayamamak.
son 5-10 yıl içinde uzmanlık alanınız olmasa bile karanlık madde, karanlık enerji, antimadde, cern gibi terim ve yerleri gerek haberlerden gerekse ilgili insanlardan mutlaka duymuşsunuzdur. bu bilim insanları ve bilim merkezleri aslında 5 duyu organımızın başaramadığı bir durumu açıklamaya ve görebilmenin yeni yollarını araştırıyorlar.
insanoğlu bu güne kadar sadece algı ve gözlem yeteneklerini baz alarak bir takım çıkarımlarda bulundu. bilim ve felsefe alanlarında gözlemlerinden edindiği bilgileri işleyerek teoriler üretti.
daha iyi gözlem yapabilen insanlar bilim insanı ve felsefeci oldu bize verilen %4 ile kendimizi bu evrenin efendisi kabul ettik, peki aslında çok büyük bir yanlışın içindeysek? ya bugüne kadar algıladığımız dış dünya sadece bir yanılsamadan ibaretse?
madde
madde ya da diğer ismi ile özdek uzayda yer kaplayan, hacmi ve kütlesi olan her türlü yapıya verilen isimdir. maddeyi ayrıca duyu organlarımız ile algılayabilmemiz gerekir.
modern bilim ile gerçek arasında fark vardır. modern bilim günümüz teknolojisi ile algılayabildiklerimiz, aslolan ise özellikle son yıllarda daha net anlaşıldı ki algılarımızın çok üstünde şimdilik bir muamma.bilimin tanımı açıktır, ispat gerektirir ve herkes tarafından aynı sonuca ulaşılmalıdır. fakat algılayamadığımız bir olguyu nasıl ispatlayabiliriz?
dünya üzerinde birçok bilim insanı yaşadığı çağdan çok ileride çıkarımlarda bulunmuş, o dönem için kabul edilemeyecek teoriler ortaya atmışlardır. bunlardan en çok bilineni dünya yuvarlaktır teorisi ile roma engizisyonu tarafından soruşturulan galileo’dur. daha yakın dönemde albert einstein çağının ötesinde teorileri ile günümüzde bile en çok konuşulan bilim insanlarının başında gelir.
karanlık enerji, karanlık madde
bundan birkaç on yıl önce uzay boşluğu terimi sık sık kullanılırdı, gelişen bilimsel veriler ışığında sanıldığını gibi uzayda boşluk olmadığı, aksine her bir santimetresinin madde ve enerji ile çevrili olduğu anlaşıldı. kabaca evren %74 karanlık enerji, % 22 karanlık madde, %4 ise bildiğimiz maddeler ile oluştuğu anlaşılmıştır.
einstein, görecelik teorisindeki formüllerinde karanlık enerjiyi hesaba katmış fakat bu enerji türüne “saçma sapan enerji” ismini takarak çok fazla önemsememiştir.
karanlık enerji ve karanlık maddeye “karanlık isminin verilmiş olmasının sebebi ise bu enerji ve madde formunun gerçekten karanlık (gözlemlenemez) olmasından kaynaklanır.
gözlemlenemez tabiri hafif kaçtıysa sıkı durun, bu madde ve enerji bizim fizik kurallarımız için de , ve bildiğimiz hiçbir madde ile hatta ışıkla bile etkileşime geçmiyor.
karanlık madde ve karanlık enerjiyi şimdilik sadece “(bkz: kütleçekim) ” yasasına göre varlıklarını biliyoruz.
antimadde
antimadde, kısaca maddenin ters ikizi olarak tanımlanabilir. antimadde ya da karşıt madde 1928 yılında paul dirac isimli bir fizikçinin matematiksel denklemlerinden karşımıza çıktı, sonrasında bir çok bilim insanı üzerine çalışmalar yaptı bu çalışmalar bilim insanlarına nobel ödülleri ve daha iyi çalışma ortamları sağladı günümüzde geldiğimiz son nokta cern’de yapılan ve bir çok ulus tarafından desteklenen bir insanlık projesine dönüştü.
özel görelilik kuramı, uzay-zaman ve kütle-enerji arasındaki ilişkiyi açıklayabiliyordu. aynı dönemde yapılan deneyler ile ışığın farklı akımlar halinde davrandığı gözlemlendi. işık bazen dalga bazen küçük parçacık akımları halinde kendini gösteriyordu. max planc’ın teorisine göre ise ışık “kuanta” adı verilen küçük parçacıklar halinde yayılıyordu.
1920’lerde schrödinger ve heisenberg “yeni kuantum teorisini” keşfettiler. teorideki tek sorun özel görelilik teorisine uygulanabilir olmamasıydı.
1928’de paul dirac problemi çözdü ve elektron davranışını tanımlamak için özel görelilik ve kuantum teorisini bir araya getirdi. dirac denkleminde biri pozitif diğeri negatif enerjili olmak üzere iki adet çözüm yolu vardı. klasik fizik ise parçacığın enerjisinin daima pozitif bir sayı olması gerektiğini söylüyordu.
denklem aslında bize, her bir parçacığın kendisi ile tıpatıp aynı ama yükü zıt olan bir karşıt parçacığı olacağını açıkladı. teorideki tek kusur dönemin teknolojisinin karşıt maddeyi fiziksel olarak algılamaktan uzak olmasıydı.
1930’dan sonra birçok tesis ve bilim insanı “karşı madde” arayışına girdi. parçacık hızlandırıcıların hayatımıza girmesine ile proton çarpıştırmak ve negatif yükleme yapmanın kapıları açılmış oldu.
1954 yılına geldiğimizde 6,2 gev enerji ile 2 elektron karşıt proton üretebilmek için çarpıştırılabiliyordu. 1955 yılında negatif yüklü protonlar yani, yeni atom parçacığı bulundu ve doğanın temel simetrisi madde ve antimadde kanıtlandı.
ilerleyen yıllarda atomun temel 3 parçacığının birer karşıt parçacığı olduğu biliniyordu. karşıt çekirdeğin varlığının da kanıtlanması ile bilim insanlarının aklına gelen ilk soru doğal olarak “karşıt elektron ve karşıt çekirdek ile maddeyi oluşturacak fiziksel bağlar yapılabilir mi?” oldu.
1995 yılında cern’de bulunan (lear) düşük enerjili karşıt proton çemberi sayesinde 9 adet karşı atom üretilebildi. günümüzde halen cern’de düşük ve yüksek enerjili çarpıştırma deneyleri ile bilinen atomların ve maddelerin karşıt atomları ve karşı maddeleri ile ilgili deneyler devam etmektedir.
karşıt madde ile çalışabilmenin tek yolu özel tesisler değildir. karşıt madde evrende her zaman bulunabilir. dirac teoreminde karşı maddeyi astronomik ölçekte bulabilmek için çok uğraşmıştır. teoreminin ispatından sonra pozitron, karşıt proton ve karşıt nötronun ortaya çıkması sonucunda çok daha zihin yakan fikirler ortaya atıldı.