Maddenin Ters İkizi: Antimadde | ANTİMADDE BELGESELİ

Posted by: ssmyn2 Posted date: Ağustos 24, 2021 / comment : 1

Madde… İlk Defa İlkokulda Tanıştık Onunla. Katı, Sıvı ve Gaz şeklinde 3 halinin olduğunu söylediler. Fakat Liseye gelince fark edildi ki aslında 3 hali değil 6 halinin olabileceği açık artık

Yeni özelliklere ve teorilere göre Katı, Sıvı , Gaz , Plazma, Bose Einstein Yoğunlaşması ve Nötron Dejeneje Maddesi şeklindedir. İsterseniz Son ikisine başka bir videoda değiniriz. Neyse biz konumuza dönelim.

Bugünkü konumuz  Antimadde, bilim kurgu eserlerinin vazgeçilmezlerinden birisidir. Örneğin Melekler ve Şeytanlar isimli kitap ve sonradan gelen film uyarlamasında Profesör Langdon, Vatikan'ı bir antimadde bombasından kurtarmaya çalışmaktadır. Star Trek’in yıldız gemisi Atılgan, ışıktan daha hızlı yolculuk için antimadde kullanmaktadır.

Ancak antimadde, sadece bilimkurgu ürünü değildir; gerçektir! Antimadde, normal atom altı parçacıkların zıttı özelliklere sahip atom altı parçacıkları ifade eder; yani antimadde, normal maddenin zıttıdır.

 

İşte Genel Hatlarıyla Maddenin Ters İkizi…

 

(İntro)

(Telegram Bilgilendirmesi)

 

 Paul Dirac denklemiyle ortaya çıkarılmış ve daha sonraki gözlemlerle de varlığı doğrulanmıştır. Antimadde en basit haliyle normal maddenin  zıttıdır. Daha da özelleştirecek olursak, antimaddenin atomaltı parçacıkları, normal maddeye göre zıt özellikler taşımaktadır. Bu atomaltı parçacıkların elektrik yükleri, normal maddenin atomaltı parçacıklarının tam tersidir. Antimadde, Büyük Patlamadan sonra normal maddeyle birlikte oluşmuştur; fakat sebebinin ne olduğunu bilim insanları tam anlamıyla bilemeseler de, evrende oldukça nadir bulunmaktadır.

Büyük Patlamadan sonra antimadde-madde etkileşimi neden bizi yok etmedi ?

Kuramsal olarak, büyük patlama eşit miktarda madde ve antimadde yaratmıştır. Madde ile antimadde karşılaştığında yok olurlar ve geride enerjiden başka şey kalmaz. Dolayısıyla ilkesel olarak, hiçbirimiz varolmamalıydık.

Ama buradayız. Fizikçilerin şu ana dek söyleyebildiği kadarıyla da bunun nedeni, sonuçta milyarlarca madde-antimadde çiftinden birinde fazladan bir madde olması düşüncesindedirler. 

Şimdi gelin Antimaddenin tarihine bir bakalım…

20. yüzyılın başlarında iki önemli teori olan Kuantum Mekaniği ve görelilik kuramı fiziği temellerinden sarsıyordu. 1905 yılında Albert Einstein'ın meydana çıkardığı özel görelilik kuramı uzay-zaman ve kütle-enerji arasındaki ilişkiyi açıklıyordu. Bu sırada yapılan deneyler ışığın bazen dalga, bazen de küçük parçacık akımları halinde davrandığını gösteriyordu. Max Planck 'ın önerdiği teoriye göre ışık dalgaları "kuanta" adı verilen küçük paketçikler halinde yayılıyordu, bu ışığın hem dalga hem parçacık halinde yayılması anlamına geliyordu.

1920'lerde fizikçiler atom ve bileşenlerine aynı kavramı uygulamaya çalışıyorlardı. 1920'lerin sonunda Erwin Schrödinger ve Werner Heisenberg yeni kuantum teorisini keşfettiler. Bundaki tek sorun teorinin görecelik teorisine uygulanabilir olmayışı yani sadece yavaş hızlardaki parçacıklar için geçerli olup ışık hızına yakın hareket edenler için sonuç vermemesiydi.

1928'de Paul Dirac problemi çözdü. Elektron davranışını tanımlamak için özel göreliliği ve kuantum teorisini bir araya getiren bir denklem yazdı. Dirac'in denklemi, ona 1933 Nobel Fizik Ödülünü getirdi, aynı zamanda başka bir problem yarattı: x²=4 denkleminin iki çözümü olduğu gibi Dirac denkleminin de biri pozitif enerjili diğeri negatif enerjili elektronlar için olmak üzere iki çözümü vardı. Fakat klasik fiziğe göre bir parçacığın enerjisi daima pozitif bir sayı olmalıydı.

Dirac bunun, her parçacığın kendisiyle tıpatıp aynı ama yükü zıt olan bir karşıt parçacığı olacağı anlamına geleceğini açıkladı. Örneğin elektron için her yönüyle aynı ama pozitif yük içeren bir karşıt elektron olmalıydı. Nobel konferansında karşıt maddeden oluşan tamamen yeni bir evrenin varlığını kurgulamıştı.

 

Şimdi. Kanıtlara tekrar gelirsek. Antimadde büyük patlamada kaybolup gitti mi? Hayır. Madde ve antimadde ilk başta ortaya çıkan bir enerjinin sonucuydu. Ve enerji söz konusu olduğunda madde ve antimadde her zaman oluşabilir. Ve bu noktada kim giriyor devreye? Elbette Albert Einstein ve ünlü formülü E=mc2’nin Farkı. Bu denklem söylediği şey Enerji eşittir kütle.. Yani enerjiyi maddeye dönüştürebiliriz. Bu durumda ortaya bir madde ve bir de antimadde çıkıyor. Fakat bu denkleme göre maddeyi de enerjiye dönüştürebiliyoruz. Bunu nasıl yapıyoruz peki? Evet. Antimadde ile maddeyi birleştirerek. Birbirlerini yok ettiklerinde ortaya enerji çıkıyor. İşte burada işler çılgınlaşıyor. Işık hızının karesi devreye giriyor. Bu şu anlama geliyor. Çok küçük bir maddeyi enerjiye dönüştürdüğünüzde ortaya inanılmaz bir enerji çıkıyor. Bir videomda da verdiğim örnekte olduğu gibi tek bir atacı oluşturan atomları antiatomlarla bir araya getirdiğinizde bir atom bombasına eşdeğer bir güç ortaya çıkıyor.

Bu dev enerji potansiyeli ise bilimsel bir gerçek olmasına rağmen bilim kurgunun da konusu olmuştur haliyle. Melekler ve Şeytanlar isimli kitapta hatırlayın Vatikan’ı bir antimadde bombasından kurtarmaya çalışıyorlardı.

Antimadde dediğimiz gibi madde ile birlikte varolup anında birbirini yok eden bir oluşum, çok kısa sürelerle var olduğu için de yakalanması ve saklanması çok zor.

Aslında antimadde her an, çok yakınımızda! Az miktarda antimadde, kozmik ışınlar ve uzaydan gelen enerjisel parçacıklar şeklinde Dünya üzerine sürekli olarak yağmur gibi yağar. Dünya'ya ulaşan bu antimadde parçacıkları metrekare başına 1-100 antimadde parçacığı düzeyinde olabilir. Bilim insanları, antimaddenin fırtınaların üzerinde de oluşabildiğini göstermişlerdir. Yani antimaddeyi bulmak için fazla uzağa bakmamıza gerek yoktur.

Bunun yanında muz, evet bildiğiniz muz da antimadde üretir.  Muzda çok küçük miktarda potasyum-40 bulunur ve bu bozunurken 75 dakikada bir bir pozitron çıkarır. Biz de öyle. İnsan bedeninde de potasyum-40 mevcuttur ve biz de antimadde üretiyoruz. Ama dediğim gibi madde ile etkileşime girdiği anda yok olduğu için fark etmiyoruz.

Bununla birlikte bahsettiğimiz devasa enerjiyi elde edebilmek elbette tüm insanlığa seviye atlatabilecek bir olay. Bu nedenle farklı laboratuvarlarda antimadde yakalanmaya çalışılıyor. Fakat bugüne kadar Fermilab, CERN ve Almanya’daki DESY gibi merkezlerde toplamda 18 nanogram, yani bir gramın milyarda 18’i kadar üretilebildi. Bu da ancak evinizdeki ampulleri yakabilecek bir enerji demek.

Bir de nötrinolar söz konusu. Garip parçacıklar. Bu parçacıkların anti-maddesi henüz keşfedilmedi. Yani teoriye göre nötrinoların antimaddeleri de kendileri. Çünkü yükleri yok bu parçacıkların. Büyük patlamadan sonra ortaya çıkan madde-antimadde asimetrisine de bu parçacıkların neden olduğu düşünülüyor.

Fakat gördüğünüz üzere işimiz çok zor. İnanılmaz bir güç, görünmeyen bir güç söz konusu. Bunu yakalamaya çalışıyoruz ama olmuyor. Ne yaparsak yapalım olmuyor. Fakat bunun bir yolu bulunduğunda. Antimadde üretip, saklayıp kullanabilecek seviyelere gelirsek olabilecekleri tahmin edebiliyor musunuz?

Madde – Antimadde çarpışmaları, sahip olabileceğimiz en yoğun ve en saf enerjiyi üretmektedir. Gelecekte bir gün uzay gemilerinde roket olarak kullanılabilir. Enerji santralleri ile şehirlerimizi ve kolonilerimizi aydınlatabilir,. Ancak böyle şeyler için ihtiyaç duyacağımız antimadde miktarını üretmekten henüz çok uzağız.

İnsanoğlunun bugüne kadar ürettiği antimadde, şu anda sadece bir ampulü bir saniyeliğine aydınlatmaya yetecek miktardadır. Yeterli miktarda antimaddeyi üretmenin pratik bir yöntemini bulursak; parçacık fiziğinden, yıldızlar arası görevlere kadar bir alanda yeni imkanlar sunabilir bize. Ancak ne yazık ki bugün ve yakın gelecekte böyle imkanların sadece hayalini kurmak durumundayız.

Antimadde üretebilmenin yolunu bulduk diyelim. Peki biz antimaddeyi incelemek istediğimizde nasıl saklayacağız? Antimaddeyi inceleyebilmek için bir kısmını saklayabilmenin de yolunu bulmalıyız. Çünkü biliyoruz ki antimadde madde ile birleştiğinde hızlı şekilde enerjiye dönüşmektedir. Bilim insanları; proton, elektron ve antiproton gibi yüklü parçacıkları Penning kapanı adı verilen cihazların içinde tutabilmektedirler.

Parçacıkların manyetik ve elektrik alanlarının sayesinde kapanın duvarlarına çarpması engellenmektedir. Fakat Penning kapanı, yüksüz olan nötr parçacıklar üzerinde çalışmamaktadır, bu sebeple elektrik alanlarının içinde tutulamamaktadırlar. Bunun yerine Loffe kapanı adı verilen sistem ile tüm yönlerde artan bir manyetik alan meydana getirecek şekilde parçacıklar manyetik alanın en zayıf olduğu yerde tutulabilmektedir. Çok ilginç bir keşif, Dünya’ya yağan antiprotonların bir kısmının, Dünya’nın manyetik alanı tarafından antimadde kapanı şeklinde yakalanabildiği Dünya etrafındaki Van Allen radyasyon kuşaklarında keşfedilmiştir.

 

 

 

Ayrıca Bilim insanları antimaddeyi daha fazla üretebilmeye ve tüm özelliklerini keşfetmeye çalışa dursunlar, tıp alanında özellikle vücudun ve iç organlarımızın yüksek çözünürlüklü resimlerini alabilmek için antimadde çoktandır kullanılmaktadır. Pozitron emisyon tomografisi (PET) adı verilen yöntem ile belli hastalıkların tanısı yapılabilmektedir.

 

Antimaddenin en iyi özelliği maddenin ters ikizi olarak KEŞFEDİLMEK İSTEMEMESİDİR. Maddenin aksine inatçı, utangaç ve gizemlidir aynı zamanda Galaksileri yok edebilecek güce sahiptir.

Ama unuttuğumuz bir şey var:  Büyük Patlamanın kaçak antimaddesi hala ortalıkta. Umalım ki kendine denk miktarda madde bulmasın !!!

 

İleriki videolarda görüşmek üzere…