İçeriğe atla

Ayna maddesi

Fizikte, ayna maddesi, gölge maddesi ya da Alice maddesi olarak da adlandırılır, sıradan maddeye varsayımsal bir karşılıktır. Modern fizik mekansal simetriyi üç temel tipte inceler: yansıma, dönme ve öteleme. Bilinen element parçacıkları dönme ve öteleme ile ilgilidir, ayna yansıma simetrisi ile değil (buna p-simetri ya da parite (denklik)). Dört temel etkileşimden –elektro manyetizm, güçlü etkileşim, zayıf etkileşim ve yerçekimi- sadece zayıf etkileşim eşitliği bozabilir (parity). Zayıf etkileşimler içinde parite ihlali ilk kez 1956 yılında τ-θ bulmaca için bir çözüm olarak Tsung Dao Lee ve Chen Ning Yang[1] tarafından kabul edildi. Zayıf etkileşimine eşitlik(parity) durumunda değişip değişmediğini test etmeye yönelik bir dizi deney önerdiler. Bilinen parçacıkların zayıf etkileşim eşitliğini ihlal ettiği bu deneyler yarım yıl sonra yapıldı ve onaylandı.Fakat parçacık içeriği büyütülür ise parite simetri doğanın temel bir simetrisi olarak restore edilebilir, bu nedenle her parçacığın bir ayna ortağı vardır. Temel fikirler daha geriye dayansa da bu teorinin modern formu 1991 de[2] açıklanmıştır.[1][3][4] Ayna parçacıkları kendi aralarında sıradan parçacıklarla aynı şekilde etkileşime geçerler. Ama sırdan parçacıklar solak etkileşim gösterirken aya parçacıkları sağlak gösterir. Bu nedenle, her sıradan parçacık için bir ayna parçacığının olması şartıyla, ayna yansıma simetrisi doğanın tam bir simetrisi olarak kabul edilebilir. Eşitlik te kendiliğinden Higgs potansiyeline bağlı olarak bozulabilir.[5][6] Bozulmamış eşit simetri durumda parçacık kütleleri ayna partnerleriyle aynı olur, bozulmuş eşit simetri durumda ise ayna partnerleri daha hafif ya da ağır olur. Ayna maddesi,eğer varsa, sıradan madde ile zayıf etkileşime girmesi gerekir. Çünkü ayna parçacıkları arasındaki etkileşim ayna bozonları aracılığıyla oluşur. Graviton istinasıyla,bilinen bozonlardan hiçbiri, onların ayna partneriyle özdeş olamaz. Ayna maddesi ve sıradan maddeler birbirini sadece kuvvetler vasıtasıyla etkilerken; yerçekimi, ayna bozonları ve sıradan bozonların karrışımlarının kinetic kuvvetidir ya da Holdom parçacıklarının[5][6] değşim kuvvetidir. Bu karşılıklı etkileşimler sadece çok zayıf olabilir.[7][8][9][10][11] Ayna parçacıkları, bu yüzden evrendeki karanlık maddenin sonuçları olduğu varsayılır.

Bolluk izotop oranı

Manyetik monopoller gibi ayna maddesi şişme döneminde gözle görülmeyecek kadar seyreltilir. Sheldon Glashowun gösterdiği üzere eğer yüksek enerjili parçacıklar (ayna parçacıkları ve sıradan parçacıklarla güçlü etkileşimler yapar), ışınımsal düzeltimler fotonların ve ayna fotonlarının karışmasına neden olur. Bu karışımın verilen elektrik yükünün (çok küçük sıradan elektrik yükleri) etkisine sahiptir. Foton ve ayna foton karışımının diğer bir etkisi ise pozitronyum ve ayna pozitronyumu arasında salınıma neden olmasıdır. Pozitronyum ayna pozitronyumuna dönüşebilir ve ayna pozitronyumuna parçalanabilir.

Karanlık Madde

Eğer ayna maddesi, evrende bol bir şekilde bulunuyorsa ve foton ve ayna fotonu karışımı aracılığıyla sıradan bir maddeyle etkileşime geçerse bu karanlık maddede gözlemlenebilir. Deneyleri DAMA/Nal ve onun yerine gelen DANA/LIBRA. Aslında pozitif DAMA/Nal kara madde sinyalini hala sonuç vermeyen kara madde deneylere rağmen açıklayabilen birkaç kere madde adayından biridir.

Elektromanyetik Etkiler

Ayna olayı elektromanyetik alan penetrasyonu deneylerinden de tespit edilebilir ve bu gezegenlerle ilgili bilimlerin astrofiziğin sonuçları olabilir.

Yerçekimsel Etkiler

Eğer ayne olayı evrende yeterli bollukta varsa onun kütle çekimsel etkisi de saptanabilir.Çünkü ayna madde sıradan maddeyle benzerlik gösterir. Bu yüzden ayne olayının bir kısmının ayna galaksileri, ayna yıldızları, ayna gezegenleri vb formlarında var olması beklenir. Bu objeler kütleçekimsel mikromercekleme yoluyla saptanabilir yıldızın bazı bölümlerinin benzerleri gibi ayna objelerine sahip olması beklenebilir. Böyle durumlarda yıldız spektrumlarındaki periyodik Dopple yer değiştirmeleri tespit edilebilmedilir. Bu sonuçların belki çoktan gözlenmiş olduğundan dair bazı ipuçları vardır.

Alternatif Terminoloji

“ayna maddesi” ayrıca genelde antimadde olarak bilinen terime alternatif olarak ve antimaddenin herhangi bir madde ile bütün imkanlı yolların tersi olması dışında aynı olması olarak yazar ve fizikçi Dr Robert r. Forward tarafından tanıtılmıştır (i.e., CPT).(Forward rus fizikçileri tarafından “ayna parçacıkları” kelimesine eşit şekilde ters dönmüş maddenin diğer sıradan maddelerle etkileşime girmeyeceği anlamında kullanıldığından haberdar değildi.) bu, onun mirror matter: pioneering antimatter physics(1988) kitabında ve biçimlendirilmiş küçük eleşti ri Mirror Matter Newsletter (1986-1990) da açığa kavuşturulmuştur. Ancak anti madde için ayna olayı meselesinin kelimesinin kullanılması asla başkaları tarafından kullanılmamış ve yaygın kullanımda da değildir.

Kaynakçalar

  1. ^ a b T. D. Lee and C. N. Yang, Question of Parity Conservation in Weak Interactions, Phys. Rev. 104, 254–258 (1956) article, Erratum ibid 106, 1371 (1957) Erratum 5 Ağustos 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
  2. ^ R. Foot, H. Lew and R. R. Volkas, A model with fundamental improper space-time symmetries, Physics Letters B272, 67 (1991)
  3. ^ I. Kobzarev, L. Okun and I. Pomeranchuk, On the possibility of observing mirror particles, Sov. J. Nucl. Phys. 3, 837 (1966).
  4. ^ M. Pavsic, External Inversion, Internal Inversion, and Reflection Invariance, Int. J. Theor. Phys. 9, 229-244 (1974) preprint 25 Haziran 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi..
  5. ^ a b Z. Berezhiani and R. N. Mohapatra, Reconciling Present Neutrino Puzzles: Sterile Neutrinos as Mirror Neutrinos, Phys. Rev. D 52, 6607-6611 (1995) preprint 25 Haziran 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi..
  6. ^ a b R. Foot, H. Lew and R. R. Volkas, Unbroken versus broken mirror world: a tale of two vacua, JHEP 0007, 032 (2000) preprint 25 Haziran 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi..
  7. ^ S. I. Blinnikov and M. Yu. Khlopov, On possible effects of 'mirror' particles, Sov. J. Nucl. Phys. 36, 472 (1982).
  8. ^ S. I. Blinnikov and M. Yu. Khlopov, Possible astronomical effects of mirror particles, Sov. Astron. 27, 371-375 (1983).
  9. ^ E. W. Kolb, M. Seckel and M. S. Turner, The shadow world of superstring theories, Nature 314, 415-419 (1985). DOI:10.1038/314415a0
  10. ^ M. Yu. Khlopov, G. M. Beskin, N. E. Bochkarev, L. A. Pushtilnik and S. A. Pushtilnik, observational physics of mirror world, Astron. Zh. Akad. Nauk SSSR 68, 42-57 (1991) preprint 13 Aralık 2007 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi..
  11. ^ H. M. Hodges, Mirror baryons as the dark matter, Phys. Rev. D 47, 456-459 (1993) article.

Dış bağlantılar

İlgili Araştırma Makaleleri

Temel etkileşimler veya Temel kuvvetler, fiziksel sistemlerde daha temel etkileşimlere indirgenemeyen etkileşimlerdir. Bilinen dört temel etkileşim vardır. Bunlar uzun mesafelerde etkileri olabilen kütleçekimsel, elektromanyetik etkileşimler ve atomaltı mesafelerde etkili olan güçlü nükleer ve zayıf nükleer etkileşimlerdir. Her biri bir alan dinamiği olarak anlaşılmalıdır. Bu dört etkileşim de matematiksel açıdan bir alan olarak modellenebilir. Kütleçekim, Einstein'ın genel görelilik kuramı tarafından tanımlanan uzay-zamanın eğriliğe atfedilirken diğer üçü ayrı kuantum alanlar olarak nitelendirilir ve etkileşimlerine Parçacık fiziğinin Standart Modeli tarafından tanımlanan temel parçacıklar aracılık eder.

<span class="mw-page-title-main">Parçacık fiziği</span>

Parçacık fiziği, maddeyi ve ışınımı oluşturan parçacıkların doğasını araştıran bir fizik dalıdır. Parçacık kelimesi birçok küçük nesneyi andırsa da, parçacık fiziği genellikle gözlemlenebilen, indirgenemez en küçük parçacıkları ve onların davranışlarını anlamak için gerekli temel etkileşimleri araştırır. Şu anki anlayışımıza göre bu temel parçacıklar, onların etkileşimlerini de açıklayan kuantum alanlarının uyarımlarıdırlar. Günümüzde, bu temel parçacıkları ve alanları dinamikleriyle birlikte açıklayan en etkin teori Standart Model olarak adlandırılmaktadır. Bu yüzden günümüz parçacık fiziği genellikle Standart Modeli ve onun olası uzantılarını inceler.

<span class="mw-page-title-main">Kuark</span> Temel parçacık türü

Kuark, bir tür temel parçacık ve maddenin temel bileşenlerinden biridir. Kuarklar, bir araya gelerek hadronlar olarak bilinen bileşik parçacıkları oluşturur. Bunların en kararlıları, atom çekirdeğinin bileşenleri proton ve nötrondur. Renk hapsi olarak bilinen olgudan ötürü kuarklar asla yalnız bir şekilde bulunmaz, yalnızca baryonlar ve mezonlar gibi hadronlar dahilinde bulunabilir. Bu sebeple kuarklar hakkında bilinenlerin çoğu hadronların gözlenmesi sonucunda elde edilmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Mezon</span>

Mezonlar, güçlü etkileşim ile bağlı bir kuark ve bir antikuarktan oluşan hadronik atomaltı parçacıklardır. Atomaltı parçacıklardan oluştuklarından mezonlar, kabaca bir femtometre kadarlık bir yarıçaplı fiziksel bir boyuta sahiptirler. Bütün mezonlar kararsızdırlar ve en uzun ömürlüsü mikrosaniyenin altında bir ömre sahiptir. Yüklü mezonların bozunmasıyla elektron ve nötrino oluşur. Yüksüz mezonların bozunmasıyla da fotonlar oluşur.

Lepton, temel parçacıklardan birisidir ve maddenin yapı taşıdır. En çok bilinen lepton, atomda bulunarak atomun kimyasal özelliklerini belirleyerek neredeyse tüm kimyayı oluşturan elektrondur. İki temel lepton sınıfı vardır: yüklü leptonlar ve nötr leptonlar. Yüklü leptonlar diğer parçacıklarla birleşerek atom ya da pozitronyum gibi bileşik parçacıklar meydana getirirken nötrinolar diğer parçacıklarla etkileşime girmezler ve bu sebepten algılanmaları çok zordur.

<span class="mw-page-title-main">Standart Model</span>

Standart Model, gözlemlenen maddeyi oluşturan, şimdiye dek bulunmuş temel parçacıkları ve bunların etkileşmesinde önemli olan üç temel kuvveti açıklayan kuramdır.

Süper simetri, parçacık fiziğinde uzay-zaman simetrisinin karşılığıdır. Bu iki temel parçacıktan oluşur.

Gluonlar kuarklar arasındaki güçlü etkileşimi sağlayan temel parçacıklardır. Bu etkileşim fotonların elektromanyetik etkileşmedeki rolüne benzer bir şekilde iki yüklü parçacık arasında momentum değişimini sağladığı düşüncesi ile benzerlik kurularak anlaşılabilir.

Parçacık fiziğinde şu anda bilinen ve kuramsal olan temel parçacıkları ve bu parçacıklarla oluşturulabilen bileşik parçacıkları içeren listedir.

W ve Z bozonları, zayıf etkileşime aracılık eden temel parçacıklardır. Bu bozonların keşfi parçacık fiziğinin Standart Modeli için büyük bir başarının müjdecisi oldu.

<span class="mw-page-title-main">Temel parçacık</span> Başka parçacıklardan oluştuğu bilinmeyen parçacıklar.

Temel parçacıklar, bilinen hiçbir alt yapısı olmayan parçacıklardır. Bu parçacıklar evreni oluşturan maddelerin temel yapıtaşıdır. Standart Model'de kuarklar, leptonlar ve ayar bozonları temel taneciklerdir.

Üst kuark, parçacık fiziğinde Standart Model'de tanımlanan bir parçacık. +2/3 elektrik yüküne sahip üçüncü kuşak kuarktır. 171,2 GeV/c2 kütleye sahip temel parçacık.

<span class="mw-page-title-main">Kuantum renk dinamiği</span>

Kuantum renk dinamiği veya kuantum kromodinamiği, teorik fizikte kuantum kromodinamiği, kuarklar ve gluonlar arasındaki güçlü etkileşimin proton, nötron ve pion gibi kompozit hadronları oluşturan, temel parçacıkların teorisidir.

<span class="mw-page-title-main">Carlo Rubbia</span> İtalyan fizikçi

Carlo Rubbia, İtalyan Cumhuriyeti Liyakat Nişanı, CERN'de W ve Z parçacıklarının keşfindeki büyük katkılarından dolayı 1984 Nobel Fizik Ödülünü, Simon van der Meer ile paylaşan İtalyan parçacık fizikçisi ve mucit.

<span class="mw-page-title-main">Higgs mekanizması</span>

Higgs mekanizması, parçacık fiziğinde ayar bozonlarının kütle özelliklerinin üretim mekanizmasını açıklaması açısından önemlidir.

Nötralino, süpersimetride varsayımsal bir parçacıktır. Fermiyon ve elektrik olarak nötr olan 4 nötralino vardır. En hafifleri tipik olarak dengelidir. Tipik olarak N͂1^0 ; N͂2^0, N͂3^0 ve N͂0^4 olarak adlandırılırlar. Bu 4 durum bino ve wino'nun karışımıdır. Genelde renkli süpersimetrik parçacıklardan oluşurlar.

F. Takayama and M. Yamaguchi, Phys. Lett. B 485 (2000)Genel görelilik ve Süpersimetri teorilerinin birleştirilmesi ile süper kütleçekimi oluşmuştur. Gravitino (G͂), graviton denilen varsayılmış parçacığın, süper simetrideki kalibretik Fermiyonudur. Bu parçacık, Kara madde için bir aday olarak önerilmiştir.

İki foton fiziği, genellikle gama-gama fiziği olarak bilinir, parçacık fiziğinin bir dalıdır ve iki foton arasındaki etkileşimi açıklar.

Parçacık fiziğinde, Yük-Parite (YP) ihlali, kabul edilen YP-simetrisinin bir ihlalidir: Y-simetrisinin ve P-simetrisinin birleşimi. YP-simetrisi, bir parçacık antiparçacığı ile değiş-tokuş edildiğinde ve uzaysal koordinatları ters çevrildiğinde fizik kurallarının aynı kalacağını belirtir. YP ihlalinin nötr kaonların bozunumuyla yapılan keşfi, bulucuları James Cronin ve Val Fitch için 1964 yılında Nobel Fizik Ödülü ile sonuçlanmıştır.

<span class="mw-page-title-main">Elektron-pozitron annihilasyonu</span>

Elektron-pozitron anhilasyonu, bir elektron ve bir pozitron çarpıştığı zaman oluşur. Düşük enerjilerde, çarpışmanın sonucu elektron ve pozitronun anhilasyonu (imhası) ve gama ışını fotonlarının oluşmasıdır:


e-
 + 
e+
 → 
γ
 + 
γ

Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.