Karanlık Maddenin Çekirdekler Arasındaki Etkisi Nedir?

Karanlık Maddenin Çekirdekler Üzerindeki Etkisi

Evren temel olarak yeni bir madde ve henüz anlaşılmayan bir enerji formundan oluşur. Bu ‘karanlık madde’ ve ‘karanlık enerji’ çıplak gözle veya teleskoplarla doğrudan görülemez. Gökbilimciler, galaksilerin şekline ve evrenin dinamiklerine dayanarak varlıklarının ancak dolaylı olarak kanıtını sağlayabilirler. Karanlık madde, normal, görünür maddenin kozmik yapılarını da belirleyen yerçekimi kuvveti yoluyla normal madde ile etkileşime girer.

Karanlık maddenin kendisiyle mi, yoksa normal maddeyle mi diğer üç temel kuvvetle ( elektromanyetik kuvvet, zayıf ve güçlü nükleer kuvvet) veya bir miktar ek kuvvetle etkileşime girip girmediği henüz bilinmemektedir. Çok sofistike deneyler bile şimdiye kadar böyle bir etkileşimi tespit edemedi. Bu, eğer varsa, çok zayıf olması gerektiği anlamına gelir.

Bu konuya daha fazla ışık tutmak için, dünyanın dört bir yanındaki bilim adamları, yerçekimsel olmayan temel kuvvetlerin eyleminin mümkün olduğunca az dış müdahale ile gerçekleştiği ve daha sonra eylemin tam olarak ölçüldüğü çeşitli yeni deneyler yapıyorlar. Beklenen etkilerden herhangi bir sapma, karanlık maddenin veya karanlık enerjinin etkisini gösterebilir . Bu deneylerden bazıları, Cenevre’deki Avrupa Nükleer Araştırmalar Örgütü CERN’de bulunanlar gibi büyük araştırma makineleri kullanılarak gerçekleştirilmektedir. Ancak, maksimum hassasiyet için tasarlanmışsa, örneğin Düsseldorf’taki laboratuvar ölçekli deneyler de mümkündür.

HHU Deneysel Fizik Enstitüsü’nden Prof. Stephan Schiller rehberliğinde çalışan ekip, dergideki proton (“p”) ve deuteron (“d”) arasındaki elektrik kuvvetini ölçmek için hassas bir deney bulmuştur. Doğa. Proton hidrojen atomunun (H) çekirdeğidir, daha ağır deuteron döteryumun (D) çekirdeğidir ve bir proton ve birbirine bağlı bir nötrondan oluşur.

Düsseldorf fizikçileri, kısmen döteryumlu hidrojen molekülünün iyonu olan olağandışı bir nesne olan HD + ‘yı inceler. Normalde elektron kabuğunda bulunan iki elektrondan biri bu iyonda eksiktir. Böylece, HD +, sadece bir elektronla birbirine bağlanan bir proton ve deuterondan oluşur ve aralarındaki itici elektrik kuvvetini telafi eder.

Bu, proton ve deuteron arasında ‘bağ uzunluğu’ olarak adlandırılan belirli bir mesafe ile sonuçlanır. Bu mesafeyi belirlemek için HHU fizikçileri, son zamanlarda geliştirdikleri bir spektroskopi tekniği kullanarak molekülün dönüş oranını on bir basamak hassasiyetle ölçtüler.

Araştırmacılar, parçacık tuzakları ve lazer soğutma gibi kuantum teknolojisi ile de ilgili kavramları kullandılar. Bağ uzunluğunun spektroskopi sonuçlarından türetilmesi ve böylece proton ve deuteron arasında uygulanan kuvvetin kuvvetinin düşülmesi son derece karmaşıktır.

Çünkü bu kuvvet kuantum özelliklere sahiptir. 1940’larda önerilen kuantum elektrodinamiği (QED) teorisi burada kullanılmalıdır. Bu tahmin ölçüm sonucuna karşılık gelir. Anlaşmadan, karanlık maddenin neden olduğu bir proton ve bir deuteron arasındaki kuvvetin maksimum gücünün çıkarılması mümkündür.