Güney Afrika Cumhuriyeti'nin Johannesburg kentinde bulunan Witwatersrand Üniversitesi'nin Yüksek Enerji Fiziği (HEP) Grubu bilimcileri, evrendeki karanlık maddenin anlaşılmasına yardımcı olabilecek yeni bir bozonun varlığını ortaya attı: Madala bozonu.

CERN'de 2012 yılında Higgs bozonunun keşfini ve incelenmesini sağlayan bir dizi deneyden elde edilen veriyi kullanan ekip, Madala hipotezi adını verdikleri bir varsayıma ulaştı. Buna göre tanımladıkları bozona da Madala bozonu adını verdiler. Deney, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nın (LHC) 2,5 yıllık tatilinin ardından, 2015 ve 2016 yıllarında yinelendi. 2016 deneylerinden raporlanan LHC verileri, Madala hipotezinin ilk tetikleyicisi olan verileri destekliyor.

"LHC'de yapılan deneylerden raporlanıp 2012 yılı sonuna dek biriktirilen verilerdeki çok sayıda özelliğe ve garipliğe dayanarak, Wits HEP grubu ile Hindistan ve İsveç'te çalışan bilimciler tarafından Madala hipotezi formüle edildi," diyor Wits HEP grubunun lideri Prof.Bruce Mellado.

Wits Madala proje ekibinde yaklaşık 35 tane Güney Afrikalı ve Afrika'nın diğer ülkelerinden olan genç öğrenci ile birlikte LHC'den alınan verilerin anlaşılmasına halihazırda katkıda bulunan araştırmacılar yer alıyor. Çalışmaya ayrıca Wits'den Prof. Alan Cornell, Dr. Mukesh Kumar ve Prof. Elias Sideras-Haddad katkıda bulunuyor.

Madala Hipotezi Ne Diyor?

Hipotez, Higgs bozonuna benzeyen bir başka bozonu ve alanı tanımlıyor. Ancak Standart Model'de Higgs bozonu sadece bilinen madde ile etkileşirken, Madala bozonu karanlık madde ile etkileşiyor.

"Şu anda fizik, tıpkı Einstein'ın ve Kuantum Mekaniği'nin kurucularının zamanında olduğu gibi bir yol ayrımında bulunuyor. Klasik fiziğin açıklayamadığı çok sayıda görüngü vardı ve dolayısıyla yeni kavramlar kullanılarak, kökten değiştirilmesi gerekiyordu. Böylece görelilik ve kuantum mekaniği ile bugün bildiğimiz modern fizik ortaya çıktı," diyor Mellado.

Modern fizikte, doğadaki temel etkileşimlerin (temel doğa kuvvetlerinin) anlaşılmasını konu alan kuram Standart Model olarak adlandırılıyor. Ertesi yılın Nobel Fizik Ödülü'nü de alan 2012'de LHC'de gerçekleşen Higgs bozonunun keşfi ile birlikte, Standart Model tamamlanmış oldu. Ama model, aralarında karanlık madde probleminin de olduğu bazı görüngüleri hala açıklayamıyor.

Karanlık Maddeyi Açıklayabilir mi?

Evren kütle ve enerjiden oluşur. Dokunabildiğimiz, koklayabildiğimiz ve görebildiğimiz kütle, yani Higgs bozonu ile açıklanabilen kütle, evrenin kütle-enerji varlığının sadece %4'ünü meydana getirir. Evrendeki kütlenin geri kalanı hakkında ise bilgi yok.

Temel etkileşimlerin fiziği için bir sonraki büyük adım, karanlık maddenin yapısının anlaşılması olacak. Nelerden oluşuyor? Kaç farklı çeşit parçacık var? Birbirleri ile nasıl etkileşiyorlar? Normal madde ile nasıl etkileşiyorlar? Evrenin evrimi hakkında bize neler söyleyebilirler?

Higgs bozonunun keşfi, daha da çığır açıcı keşiflere giden yolun kapısını aralayabilir; daha önce bilinmeyen kuvvet ve parçacıklarla bağlantılı yeni bozonların gözlemi gibi. Böyle yeni parçacıkların bulunması, evrendeki bilinmeyen madde hakkında bize bilgi sağlayabilir.