Yeni Parçacık Anyon: Fizikçiler, ‘anyon’ adı verilen iki boyutlu parçacığın varlığını kanıtlıyor. Bu sene, fizikçiler bize yalnızca iki boyutta ortaya çıkan üçüncü bir yarı parçacık krallığına dair erken bir bakış açısı kazandırdı. Fizikçiler, doğanın en küçük alanlarında onlarca yıl süren araştırmalardan sonra nihayet anyonların varlığına dair bir kanıt buldular. İlk olarak 1980’lerin başlarında teorisyenlerin öngördüğü bu parçacık benzeri nesneler için yalnızca iki boyutla sınırlı uzaylarda ve daha sonra yalnızca belirli koşullar altında – mutlak sıfıra yakın sıcaklıkta ve güçlü bir manyetik alanın varlığında ortaya çıkmaktaydı. Yeni Parçacık Anyon fikri yazımızın içeriğinde detaylı bir şekilde anlatılmaktadır.
Yeni Bir Parçacık Keşfi
Fizikçiler sadece keşifleri onlarca yıllık çalışmayı doğruladığı için değil, aynı zamanda sosyal nedenler dolayısıyla da herkes için heyecan duyuyor. Örneğin: anyonlar, Microsoft’un çalışan bir kuantum bilgisayar oluşturma çabasının merkezinde yer almaktadır.
Bu yıl, söz konusu parçacıklara ilişkin iki sağlam kanıt daha getirildi. İlki Nisan ayında, Paris’teki Ecole Normale Supérieure’deki bir grup araştırmacının Science dergisinin kapağında yer alan bir makale ile duyuruldu.
Fizikçiler, dört yıl önce önerilen bir yaklaşımı kullanarak, sadece etrafta anyonlar varsa ortaya çıkan tuhaf davranışları -özelikle fraksiyonel elektrik yüklerini- didiklemek için ufacık bir parçacık çarpıştırıcısından bir elektron gazı gönderdiler.
İkinci doğrulama, İndiana’daki Purdue Üniversitesi‘ndeki bir grubun, anyon davranışını gizleyebilecek etkileşimleri tarayan kazınmış bir çip üzerinde deneysel bir düzenek kullandığı doğrulama ise Temmuz ayında geldi.
1980’lerin başlarında anyonları öngören ve adlandıran MIT fizikçisi Frank Wilczek, ilk makaleyi keşif olarak kabul ediyor, ancak ikincisinin dörtlü parçacıkların parlamasına izin verdiğini söylüyor. “Tarlaya çiçek açtıran şey, muhteşem bir çalışma.” diyor.
Anyonlar sıradan temel parçacıklara benzemezler; bilim insanları oluştuğu sistemden asla birini ayıramayacaklar. Bunlar yarı parçacıklardır, yani bir parçacık gibi ölçülebilir özelliklere sahip oldukları anlamına gelir -konum, kütle gibi- ancak diğer geleneksel parçacıkların kolektif davranışının bir sonucu olarak gözlemlenebilirler.
(Uçan kuş sürülerinin şeklini veya yüzen balık sürüleri gibi doğadaki grup davranışının oluşturduğu karmaşık geometrik şekilleri düşünebiliriz.)Bilinen evren yalnızca iki çeşit temel parçacık içerir. Bunlardan biri elektronların yanı sıra protonları, nötronları ve onları oluşturan kuarkları içeren fermiyonlar ailesidir. Fermiyonlar kendi kendilerine kalır: Aynı kuantum durumunda aynı anda iki tane var olamaz. Bu parçacıklar bu özelliğe sahip olmasaydı, tüm madde tek bir noktaya çökebilirdi. Katı maddenin var olması fermiyonlar yüzündendir.
Bozonlar Ve Fermiyonları Tanıyalım
Evrendeki diğer parçacıklar, fotonlar (ışık ve radyasyon habercileri) ve gluonlar (kuarkları birbirine yapıştıran) gibi parçacıkları içeren bir grup olan bozonlardır. Fermiyonlardan farklı olarak, iki veya daha fazla bozon aynı durumda aynı anda var olabilir. Bir araya toplanma eğilimindedirler. Bu kümelenme yüzünden, hepsi aynı kuantum halini işgal eden foton akışları olan lazerler vardır. Anyonlar her iki gruba da uymaz. Anyonları fizikçiler için heyecan verici kılan şey, parçacık belleğine benzer bir şey sergilemeleridir. Bir fermiyon başka bir fermiyonun yörüngesinde dönerse, kuantum durumu değişmeden kalır. Aynısı bir bozon için de geçerlidir.
Anyonlar farklıdır. Eğer biri diğerinin etrafında dönerse, kollektif kuantum durumu değişir. Anyonların orijinal hallerine dönmeleri için üç hatta beş veya daha fazla devir gerekebilir. Dalgadaki bu küçük kayma yolculuğun bir tür hatırası gibi davranır. Bu özellik onları herkesin bildiği gibi kırılgan ve hatalara açık olan kuantum durumlarına bağlı olan kuantum bilgisayarlar için çekici nesneler haline getirir. Anyonlar, verileri depolamanın daha sağlam bir yolunu önerir.
Parçacık Fiziğinde Verilen İsimler
Wilczek, anyonların gelecekte keşfedilebilecek egzotik davranışlara sahip birçok çeşidi içeren bütün bir “krallığı” temsil ettiğine dikkat çekiyor. Onları yaklaşık 40 sene önce yüksek lisans eğitiminde, yalnızca iki tür parçacığın varlığını kanıtlayan kanıtlarla hayal kırıklığına uğradığında düşünmeye başlamış. Başka bir şey daha düşünmüştü ve diğer parçacıkları ya da aradaki bu garip şeylere hangi ismin verileceği sorulduğunda, yarı şakacı bir şekilde Yeni Parçacık Anyon “her şey gider” şeklinde isimlendirilebilir dedi. Ve böylece ismin doğmasına sebep oldu. Şimdi diyor ki, yeni çalışmalar sadece başlangıç. İleriye dönük olarak, fizikçilerin teorilerinde şimdilik çılgın fikirler olarak kalan egzotik madde hallerini bulmak için anyonları bir araç olarak görüyor.
Çeviren: Ilgaz Ongan
https://astronomy.com/
Haberler bölümünden derlenmiştir.
İlk yorum yapan olun