Bilim dünyasını derinden sarsan keşif

OPERA deneyi kapsamında nötrinoların ışıktan daha hızlı olduğu anlaşıldı. Üç yıldır sürdürülmekte olan OPERA deneyi kapsamında nötrinoların ışıktan daha hızlı olduğu anlaşıldı. Bu atomaltı parçacıkların CERN ile 730 km uzaklıktaki İtalya’daki Gran Sasso’daki Laboratuvar arasındaki yolu ışıktan daha hızlı kat etmesi, Albert Einstein’ın Özel Görelilik Kuramı’nın yanlış olma olasılığını gündeme getiriyor. Bu iddia zaman içinde doğrulanırsa, Einstein’ın evreni kavrayışımızın temel taşlarından birini oluşturan ve hiçbir şeyin ışıktan daha hızlı ilerleyemeyeceğini öne süren Özel Görelilik Kuramı tarihe karışabilir. Bu beklenmedik sonuç bilim dünyasında büyük rahatsızlık yarattı. Böyle bir sonucu kabullenmekte zorlanan bilim insanları, özellikle çok hassas ve özenli bir ölçüm yapılmadan sonucu bir keşif olarak kabul etmeyeceklerini bildiriyor. SORU YANITLARLA OPERA DENEYİ Bilim dünyasını sarsan bu buluş nedir? Temel bir atomaltı parçacık olan nötrinonun ışık hızından daha hızlı yol aldığı görülüyor (başka bir deyişle, nötrinolar bir vakum içindeki fotondan daha hızlı gidiyor. Fizikçiler bu sonuca ulaşmak için tam olarak ne yaptı? OPERA deneyinde (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus) görev alan bilim insanları CERN’den gönderilen nötrino ışınlarının İtalya’daki Gran Sasso’daki dedektöre tahminlerinden önce vardığını keşfettiler. Işığın 730 km. uzunluğundaki bu yolculuğu yaklaşık 2.4 milisaniyede tamamlaması gerekir. Ancak deneyi 3 yıl boyunca tekrarlayan bilim insanları 15.000 nötrinonun Gran Sasso’ya saniyenin 60 milyarda biri kadar (60 nanosaniye) erken vardığını keşfettiler. Işığın bir vakum içindeki hızı saniyede 299.792.458 metredir. Oysa nötrinoların hızı saniyede 299.798.454 metre olarak ölçüldü. Fizikçilerin hiçbir şeyin ışıktan daha hızlı gidemeyeceğine inanmalarının nedeni nedir? 20. yüzyılın başlarında Albert Einstein, fizikçi James Clerk Maxwell’in öncü çalışmalarından yararlanarak ışık hızının (c) temel bir sabit olduğunu ve hiçbir şeyin ışıktan daha hızlı yol almayacağını gösteriyordu. Uygulamada bu hızda yol alan tek cisim, bir vakum içinde giden fotonlardır (ışık parçacıkları). Einstein c’yi Özel Görelilik Kuramı içine yerleştirmişti. Bu kuram fizik yasalarının kimin gözlemlediğine bakmaksızın aynı olduğunu söylüyordu. Özel Görelilik ayrıca Einstein’in en ünlü denkleminin E=mc2 oluşumuna da yol açmıştı. Burada E enerji, m ise kütledir. Bu keşif niçin bilim insanlarında şaşkınlık uyandırdı? Eğer Gran Sasso sonuçlarının doğru olduğu kanıtlanırsa, bilim insanları halihazırdaki Özel Görelilik formülasyonunun yanlış olduğuna inanmak için yeterli nedene sahip olabilecekler. Bu bilim insanlarını oldukça tedirgin eden bir durum, çünkü bu kuram sayısız kez test edilmiş ve hiçbirinde yanlışlanmamıştı. Bu, evreni kavrayışımızın temel taşlarından biridir. Nötrino nedir? Nötrinolar elektriksel olarak nötr parçacıklardır ve çok küçük bir kütleleri (ancak sıfır değil) bir kütleleri vardır. Normal madde ile etkileşimleri çok zayıftır. Bu da bunların tespit edilmelerini neredeyse imkansız kılar. Bunlar, atomların ve kozmik ışınların birbirleriyle çarpışması ve nükleer reaksiyonlar (Güneş çekirdek tepkimelerinin yan ürünü olarak) sırasında yaratılır. Bütün bunlar zaman yolculuğunun mümkün olduğunu mu gösteriyor? Eğer parçacıklar ışıktan daha hızlı yol alırsa, Özel Görelilik Kuramı’na göre zaman içinde geriye doğru yolculuk mümkün olabilir. Ancak içinde bulunduğumuz koşullarda, sahip olduğumuz teknoloji ve malzemelerle bu varsayımı gerçeğe dönüştürmek mümkün değildir. Fizikçiler, ışıktan daha hızlı yol alan takiyon adı verilen, varsayımsal bir parçacığın zaman içinde geriye doğru gidebileceğini öngörüyorlardı. Ancak takiyonların, var olsalar bile, normal madde ile etkileşime girmeleri mümkün değildi. Sonuçları açıklayacak herhangi bir kuram var mıdır? Bu sonuçların doğru olduğu kanıtlanırsa, kuramsal fiziğin görece olarak keşfedilmemiş bazı alanlarına dalıp bunu açıklamanız gerekir. Görüşlerden biri, nötrinoların uzayın gizli ve yeni bir boyutuna ulaşabildiği yönünde. Bu da nötrinoların kestirme bir yolu izlediği anlamına geliyor. Illinois’teki parçacık fiziği laboratuvarı Fermilab’den Joe Lykken, New York Times’a bu konuda şu açıklamada bulundu: “Özel görelilik yalnızca düz, yassı bir uzayı işaret eder. Dolayısıyla eğer eğilmiş bir beşinci boyut varsa, bunun diğer dilimlerinde ışık hızının farklı olması mümkündür. Indiana Üniversitesi’nden ışıktan-hızlı-yol-alma olasılığı konusunda uzman Alan Kostekecky, 1985 yılında vakum içine sızan bilinmeyen bir alan ile etkileşim içine giren nötrinoların ışıktan daha hızlı gidebileceğini öngörüyordu. Kostekecky, “Böyle bir ortamda doğayı sınırlayan hız, ışığın hızı değil, nötrinoların hızıdır; ışık nötrinolardan daha yavaş hareket eder” diyor. Kaynak: www.guardian.co.uk/science/2011/sep/23/faster-light-neutrinos //www.telegraph.co.uk/science-science-news/8783217/speed-of-light-may-have- //blogs.scientificamerican.com/basic-space/2011/09/23/faster-than-light-neutrinos-show-science-in-action/ CUMHURİYET BİLİM TEKNİK EKİ