İçeriğe atla

X17 parçacığı

X17 parçacığı
BileşimTemel parçacık
Etkileşim(ler)Beşinci kuvvet
DurumVarsayımsal
SembolX17
Teorileştirme2015
Kütle16.84 ± 0.36 MeV
Ortalama yaşam süresi10 -14 s
Bozunma sonrasıbir elektron ve bir pozitron
Elektrik yükü0 e

X17 parçacığı, bazı anormal ölçüm sonuçlarını açıklamak için Attila Krasznahorkay ve çalışma arkadaşları tarafından öne sürülen varsayımsal bir atom altı parçacıktır.[1][2] Bu parçacık, berilyum-8 atom çekirdeklerinin geçirdiği bir nükleer bozunma sırasında üretilen parçacıkların ve kararlı helyum atomlarının bozunumunda üretilen parçacıkların hareket doğrultularında gözlemlenen geniş açıları açıklamak için öne sürülmüştür.[3] X17 parçacığı, karanlık madde ile muhtemelen bir bağlantısı olan varsayımsal beşinci bir kuvvetin kuvvet taşıyıcısı olabilir.[4] Parçacığın protofobik (protonlarla etkileşime girmeyen ya da görece daha az giren) ve kütlesi yaklaşık 17 MeV olan bir vektör bozonu olduğu düşünülmektedir.[3]

CERN'deki NA64 deneyi, Süper Proton Sinkrotronu'nda hızlandırılan elektron demetlerini hedef atom çekirdekleriyle çarpıştırarak X17 parçacığını bulmayı amaçlıyor.[5]

Tarihçe

2015 yılında ATOMKI'de (Macaristan Nükleer Araştırma Enstitüsü) Krasznahorkay ve çalışma arkadaşları yeni ve düşük kütleli (yaklaşık 17 MeV) bir bozonun varlığını öne sürmüşlerdir.[6] Ekibin bir karanlık foton gözlemleme umuduyla gerçekleştirdiği deneyde önce ince bir lityum-7 katmanına protonlar ateşledi. Bu lityum-7 çekirdeklerinin kararsız berilyum-8 çekirdeklerine dönüşmesini sağladı. Berilyum-8 çekirdekleri daha sonra kararsız oldukları için nükleer bozunmaya uğradı ve bir elektron ve bir pozitron üretti.[1] Oluşan elektron ve pozitronların arasında 140° derecelik bir açı gözlemlendi ve parçacıkların toplam enerjisi yaklaşık olarak 17 MeV olarak ölçüldü. Bu berilyum-8 çekirdeğinin enerjisinin küçük bir kısmının elektron ve pozitron dışında keşfedilmemiş yeni bir parçacığa gittiğine işaret ediyordu. Ekip bu sonuçları test etmek için deneyi tekrar yaptığında yine aynı sonuçları elde etti.[3]

Bu yeni kuvvet taşıyıcısı parçacığın g-2 müon anomalisini açıklayabileceği ve bir karanlık madde adayı olabileceği düşünülüyor. 2019 yılında bu düşünceleri kanıtlamak veya çürütmek için araştırmalar sürmektedir.[6][7]

Krasznahorkay, 2019 yılında ekibinin ATOMKI'de aynı olayı berilyum-8'de olduğu gibi kararlı helyum çekirdeklerinin bozunumu sırasında da gözlemlediğini duyurdu. Bu da X17 parçacığının varlığına dair delilleri güçlendirdi.[8] X17 parçacığının ve dolayısıyla beşinci bir kuvvetin varlığının karanlık madde arayışımız için ne ifade ettiği hakkındaki görüşler bilim dergilerinde yer aldı.[9][10][11]

Şüpheli taraflar

Aralık 2019 itibarıyla ATOMKI ekibinin parçacığı açıkladığı makale akran denetiminden geçmedi. Bu yüzden makalenin tamamlanmış bir iş olmadığına dikkat çekiliyor.[12] Ayrıca CERN ve başka grupların bu parçacığı tespit etme çabaları sonuçsuz kaldı.[13]

ATOMKI'deki ekip daha önce de (2016) yeni parçacıklar keşfettiğini iddia etmişti ancak bu iddialarından daha sonra vazgeçtiler ve bu fikir değişikliklerine neyin sebep olduğunu açıklamadılar. Ekip aynı zamanda kendi görüşlerini destekleyen verileri kullanıp desteklemeyen verileri deney sonuçlarından çıkarmakla suçlanıyor.[14]

X-17 parçacığı, Standart Model ile tutarlı değildir. Bu nedenle varlığının başka bir teori ile açıklanması gereklidir.[2]

Ayrıca bakınız

Kaynakça

  1. ^ a b Krasznahorkay, A.J.; et al. (26 January 2016). "Observation of Anomalous Internal Pair Creation in 8Be: A Possible Indication of a Light, Neutral Boson". Physical Review Letters. 116 (42501): 042501. arXiv:1504.01527. Bibcode:2016PhRvL.116d2501K. doi:10.1103/PhysRevLett.116.042501. PMID 26871324. S2CID 206268170
  2. ^ a b O'Callaghan, Jonathan (9 December 2019). "Evidence of new X‑17 particle reported, but scientists are wary". Scientific American. Retrieved 9 December 2019.
  3. ^ a b c Hageman, Joseph R. (Aralık 2019). "Gun Safety Education". Pediatric Annals. 48 (12). doi:10.3928/19382359-20191121-01. ISSN 0090-4481. 
  4. ^ Cockburn, Harry (21 November 2019). "Scientists may have discovered fifth force of nature, laboratory announces". The Independent. Retrieved 21 November 2019.
  5. ^ Lopes, Ana (27 November 2019). "The plot thickens for a hypothetical "X17" particle". CERN News. Retrieved 3 May 2021.
  6. ^ a b Cartlidge, Edwin (2016). "Has a Hungarian physics lab found a fifth force of nature?". Nature. doi:10.1038/nature.2016.19957. S2CID 124347962.
  7. ^ Feng, Jonathan L.; et al. (2016). "Protophobic fifth force interpretation of the observed anomaly in 8Be nuclear transitions". Physical Review Letters. 117 (7): 071803. arXiv:1604.07411. Bibcode:2016PhRvL.117g1803F. doi:10.1103/PhysRevLett.117.071803. PMID 27563952. S2CID 206279817.
  8. ^ Krasznahorkay, A.J.; et al. (23 October 2019). "New evidence supporting the existence of the hypothetic X‑17 particle". arXiv:1910.10459v1 [nucl-ex].
  9. ^ McRae, Mike (20 November 2019). "Physicists claim they've found even more evidence of a new force of nature". ScienceAlert.com. Retrieved 20 November 2019.
  10. ^ Prior, Ryan (22 November 2019). "A 'no-brainer Nobel Prize': Hungarian scientists may have found a fifth force of nature". CNN News. Retrieved 22 November 2019.
  11. ^ Malewar, Amit (21 November 2019). "Scientists may have discovered the fifth force of nature – It's not the first time researchers claim to have caught a glimpse of it". TechExplorist.com. Retrieved 23 November 2019.
  12. ^ Johnson-Groh, Mara (9 December 2019). "Mysterious 'particle X‑17' could carry a newfound fifth force of nature, but most experts are skeptical". Live Science. Retrieved 9 December 2019.
  13. ^ Banerjee, D.; Burtsev, V.E.; Chumakov, A.G.; Cooke, D.; Crivelli, P.; Depero, E.; Dermenev, A.V.; Donskov, S.V.; Dusaev, R.R.; Enik, T.; Charitonidis, N. (8 June 2018). "Search for a hypothetical 16.7 MeV gauge boson and dark photons in the NA64 Experiment at CERN". Physical Review Letters. 120 (23): 231802. arXiv:1803.07748. Bibcode:2018PhRvL.120w1802B. doi:10.1103/PhysRevLett.120.231802. ISSN 0031-9007. PMID 29932721. S2CID 49380594.
  14. ^ Siegel, Ethan (26 November 2019). "This is why the 'X‑17' particle and a new, fifth force probably don't exist". Forbes. Retrieved 28 November 2019.

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Elektron</span> Temel elektrik yüküne sahip atomaltı parçacık

Elektron, eksi bir temel elektrik yüküne sahip bir atomaltı parçacıktır. Lepton parçacık ailesinin ilk nesline aittir ve bileşenleri ya da bilinen bir alt yapıları olmadığından genellikle temel parçacıklar olarak düşünülürler. Kütleleri, protonların yaklaşık olarak 1/1836'sı kadardır. Kuantum mekaniği özellikleri arasında, indirgenmiş Planck sabiti (ħ) biriminde ifade edilen, yarım tam sayı değerinde içsel bir açısal momentum (spin) vardır. Fermiyon olmasından ötürü, Pauli dışarlama ilkesi gereğince iki elektron aynı kuantum durumunda bulunamaz. Temel parçacıkların tamamı gibi hem parçacık hem dalga özelliklerini gösterir ve bu sayede diğer parçacıklarla çarpışabilir ya da kırınabilirler.

<span class="mw-page-title-main">Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi</span> Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi veya Fransızca adı olan Conseil Européen pour la Recherche Nucléairein kısaltmasıyla CERN, İsviçre ve Fransa sınırında yer alan, dünyanın en büyük parçacık fiziği laboratuvarını yöneten araştırma

Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi veya Fransızca adı olan Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire'in kısaltmasıyla CERN, İsviçre ve Fransa sınırında yer alan, dünyanın en büyük parçacık fiziği laboratuvarını yöneten araştırma kuruluşudur. 1954 yılında 12 ülkenin katılımıyla kurulmuş olan CERN'in 23 tam üyesi vardır. İsrail, Avrupa dışında yer alan tek tam üyedir. Türkiye, ortak üye statüsündedir.

<span class="mw-page-title-main">Nötron</span> Yüke sahip olmayan atomaltı parçacık

Nötron, sembolü n veya n⁰ olan, bir atomaltı ve nötr bir parçacıktır. Proton ile birlikte, atomun çekirdeğini meydana getirir. Bir yukarı ve iki aşağı kuark ve bunların arasındaki güçlü etkileşim sayesinde oluşur. Proton ve nötron yaklaşık olarak aynı kütleye sahiptir fakat nötron daha fazla kütleye sahiptir. Nötron ve protonun her ikisi nükleon olarak isimlendirilir. Nükleonların etkileşimleri ve özellikleri nükleer fizik tarafından açıklanır. Nötr hidrojen atomu dışında bütün atomların çekirdeklerinde nötron bulunur. Her atom farklı sayıda nötron bulundurabilir. Proton ve nötronlar, kuarklardan oluştukları için temel parçacık değildirler.

<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.

Parçacık fiziğinde bir hadron, güçlü etkileşim tarafından bir arada tutulan taneciklerden oluşan bir bileşik parçacıktır.

<span class="mw-page-title-main">Steven Weinberg</span> Amerikalı teorik fizikçi (1933 – 2021)

Steven Weinberg Amerikalı teorik fizikçi. 1979'da Abdus Salam ve Sheldon Glashow ile birlikte zayıf etkileşim ile elektromanyetik etkileşimin birleştirilmesine ve temel parçacıklar arasındaki elektromanyetik etkileşime katkılarından dolayı Nobel Fizik Ödülüne layık görülmüştür

Yukarı kuark en hafif kuarktır, temel bir parçacıktır ve maddenin önemli bir bileşenidir. Aşağı kuarkla birlikte atom çekirdeğini meydana getiren proton ve nötronu oluşturur. Birinci nesil olarak sınıflandırılırlar. Elektrik yükü +2/3 e olup çıplak kütleleri 2,2+0,5
-0,4 MeV/c2 olarak ölçülmüştür. Bütün kuarklar gibi yukarı kuark da 1/2 spine sahip temel fermiyondur ve dört temel etkileşimin hepsinden etkilenir. Yukarı kuarkın antiparçacığı olan yukarı antikuark ile elektriksel yük işareti gibi birkaç özellikte farklılaşır.

<span class="mw-page-title-main">Nötrino</span> atom altı ya da temel parçacıklardan biri

Nötrino, ışık hızına yakın hıza sahip olan, elektriksel yükü sıfır olan ve maddelerin içinden neredeyse hiç etkileşmeden geçebilen temel parçacıklardandır. Bu özellikleri nötrinoların algılanmasını oldukça zorlaştırmaktadır. Nötrinoların çok küçük, ancak sıfır olmayan durgun kütleleri vardır. Yunan alfabesindeki ν (nü) ile gösterilir.

Preonlar parçacık fiziğinde, kuarklar ve leptonların altparçacıkları olan nokta parçacıklardır. Terim 1974’te, Jogesh Pati ve Muhammed Abdüsselam tarafından oluşturulmuştur. Preon modellerine olan ilgi, 1980’lerde zirve noktasına ulaşmıştır ancak parçacık fiziği Standart Model'i, fiziğin kendisini en başarılı şekilde tanımlamaya devam ettiğinden ve lepton ile kuark kompozitleri hakkında hiçbir deneysel veri bulunmadığından dolayı bu ilgi azalmıştır.

Tetrakuark, parçacık fiziğinde, dört valans kuarktan oluşan ve varlığı tahmin edilmesine karşın henüz kanıtlanamamış egzotik mezondur. Prensipte, bir tetrakuark durumu kuantum renk dinamiği içinde yer alabilmektedir.

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

Pentakuark, birbirlerine bağlı durumdaki dört kuark ile bir antikuarktan oluşan atomaltı parçacıktır. Kuarkların +1/3, antikuarkların ise - 1/3 baryon sayısına sahip olmalarından ötürü pentakuarkların toplam baryon sayısı 1'dir ve bu da pentakuarkların baryon olarak tanımlanmasını sağlar. Normal baryonların aksine üç değil de beş kuark bulundurmasından ötürü egzotik baryon olarak sınıflandırılır.

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

Egzotik hadron, kuarklar ile gluonlardan meydana gelen, sıradan hadronların aksine iki ya da üç kuarktan fazlasını içeren atomaltı parçacıktır. Egzotik baryonlar, üç kuarka sahip sıradan baryonlardan; egzotik mezonlar ise birer kuark ve antikuarka sahip sıradan mezonlardan ayrılır. Teoride, renk yükü beyaz olduğu müddetçe bir hadronun kuark sayısında herhangi bir limit yoktur.

Parton, Richard Feynman tarafından ortaya atılan bir hadron modelidir. Stanford Doğrusal Hızlandırıcı Merkezi'nde (SLAC) 1968 yılında yapılan derin inelastik saçılma deneyleri, protonun daha küçük, nokta benzeri parçacıklardan oluştuğunu ve böylece bir temel parçacık olmadığını gösterdi. O dönemde fizikçiler bu nesneleri kuarklar ile ilişkilendirmek konusunda tereddütlü olduklarından parçacıklar, Feynman tarafından türetilen "parton" olarak adlandırdı. Bu deneyler sırasında gözlemlenen cisimler, diğer çeşnilerin de keşfedilmesiyle daha sonra yukarı ve aşağı kuark olarak tanımlanacaktı. Buna rağmen parton, hadronların bileşenlerini tanımlayan ortak bir terim olarak kullanımda kaldı.

<span class="mw-page-title-main">J/psi mezonu</span>

J/psi mezonu veya psion bir atomaltı parçacık. Bir tane tılsım kuark ve bir de tılsım antikuarktan oluşan bir çeşni değiştiren yüksüz mezonudur. Bir tılsım kuark ve bir tılsım antikuarkın bağlı hali ile oluşan mezonlar "karmoniyum" olarak anılır. En yaygın karmoniyum, düşük değişim kütlesi, 3.0969 GeV/c23,0969 GeV/c2 yani ηc̅ ' nin (2.9836 GeV/c22,9836 GeV/c2) biraz üzerinde, sebebi ile J/psi mezondur. Bu mezon ortalama 7.2×10−21 s7,2×10-21 s ömre sahiptir.Fakat bu süre tahmin edilen 1000 kat daha uzundur.

Ters beta bozunması, genelde IBD olarak kısaltılır, elektron antinötrinosunun bir protonu saçması ile pozitron ve nötron oluşmasını içeren nükleer reaksiyon. Bu bozunma nötrino detektörlerinde elektron antinötrino tespiti için yaygın olarak kullanılır.

Ksi baryonları, birinci çeşni nesillerinden bir kuarka, daha yüksek çeşnili nesillerinden ise iki kuarka sahip, Ξ sembolüyle gösterilen hadron parçacığı ailesidir. Bu nedenlerden ötürü bu tip parçacıklar birer baryondur, toplam izospinleri 1/2'dir ve nötr olabildikleri gibi +2, +1 ya da -1 temel yüke sahip olabilirler. Yüklü Ksi baryonları ilk kez 1952'de, Manchester grubu tarafından gerçekleştirilen kozmik ışın deneyleri sırasında gözlemlenmiştir. Nötr Ksi baryonlarının ilk kez gözlemlenmesi ise 1959'da, Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'nda gerçekleştirildi. Kararsız durumları, bozunma zinciri sonucunda daha hafif parçacıklara bozunmaları sebebiyle geçmişte çağlayan parçacıklar olarak da anılmaktaydılar.

Kuantum elektrodinamiğinde bir parçacığın anormal manyetik momenti, döngülerle beraber Feynman diyagramları ile ifade edilen kuantum mekaniğinin, o parçanın manyetik momentine etkilerinin bir katkısıdır.

<span class="mw-page-title-main">Annihilasyon</span> Parçacık fiziğinde bir elektron çarpışması olayı

Annihilasyon veya yok olma, parçacık fiziğinde, bir atomaltı parçacık ve ilgili antiparçacığı çarpıştığında başka parçacıklar üretme işlemine, örneğin bir elektron ile çarpışan bir pozitronun iki foton üretmesine, verilen addır. İlk çiftin toplam enerjisi ve momentumu annihilasyon işleminde korunur ve oluşan yeni parçacıklar arasında dağıtılır. Antiparçacıklar, parçacıkların tam tersi ilave kuantum sayılarına sahiptir, bu nedenle çarpışacak çiftin tüm kuantum sayılarının toplamı sıfırdır. Bu nedenle enerjinin ve momentumun korunmu yasalarına uyulduğu takdirde, toplam kuantum sayıları sıfır olan herhangi bir parçacık dizisi üretilebilir.

Optik cımbız ya da diğer adıyla tek ışınlı eğim kuvveti kapanı, parçacık ve parçacığı çevreleyen ortamın göreli kırılma indisine göre parçacıklara, lazer ışınları kullanarak pikoNewton ölçeğinde çekme ya da itme kuvveti oluşturan bilimsel alettir. Mikro parçacıklardaki saçılma ve eğim kuvvetlerinin tespit edilmesi ilk olarak 1970'te, Arthur Ashkin tarafından gerçekleştirildi. Optik cımbızın keşfi ise Ashkin ve ekibi tarafından 1986 yılında duyuruldu. Bu icadından dolayı Ashkin'e, 2018, yılında Nobel Fizik Ödülü verildi.

Orbiton, holonlar ve spinonlar ile birlikte, katıların içindeki elektronların spin-yük ayrımı sırasında bölünerek oluşturduğu ve mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda hapsedilen sanki parçacıktır. Elektron, teorik olarak her zaman bu üç sanki parçacığın bir bağlı durumu olarak kabul edilmektedir. Bunlardan orbitron, elektronun yörüngesel konumunu taşımaktadır. Belli şartlar altında ise hapis durumlarından kurtularak bağımsız parçacıklar olarak davranabilmektedirler.


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.