Araştırmacılar CERN’in evrenin eksiklerini açıklamanın eşiğinde olabilir gama ışınları ve gizli manyetik alanlar, tesisin Süper Proton Senkrotron hızlandırıcısında ilk plazma ateş toplarını yarattıktan sonra.
Yeni araştırmada sunulan Ulusal Bilimler Akademisi Bildirilerinasıl yapılacağını araştırmak için tasarlandı plazma jetleri blazerlerden geliyor. Ancak araştırmacılar basit bir açıklama yerine bir şeyi ortaya çıkardılar. CERN’in Standart Modele meydan okuyabilecek fizik.
Blazarlar ve Gama Işınları
Süper kütleli kara deliklerle çevrili olan blazerler, ışık hızına yakın hızda hareket eden parçacık ışınları ve radyasyon yayan galaksilerdir. Bu faaliyetteki jetler, Dünya’dan gözlemlenebilen gama ışını emisyonları üretiyor.
Bu gama ışınları evreni geçerken yıldızların arka plan ışığını saçarak elektron-pozitron çiftleri üretirler. Buna karşılık, bu çiftlerin, daha düşük enerjili gama ışınlarına dönüşmek için mikrodalga arka plan ışınımını saçması gerekir, ancak böyle bir aktivite hiçbir zaman gözlemlenmemiştir. Araştırmacılar bunun neden böyle olduğunu uzun süredir tartışıyorlardı, ancak şimdi CERN’deki son çalışma nihayet bir cevap vermiş olabilir.
Sorunu açıklamak için iki önemli hipotez öne sürülmüştür. Birincisi, zayıf galaksiler arası manyetik alanların düşük enerjili gama ışınlarını görüş alanımızdan saptırmasıdır. Diğer bir fikir ise, uzayda ışınların hareket ettiği bölgelerde madde çok seyrek olduğu için stabiliteyi kaybetmeleridir. Eğer bu gerçekleşirse, ışının enerjisini daha da dengesizleştirip dağıtmaya hizmet edecek küçük ışın akımı dalgalanmaları meydana gelecektir.
CERN’de Plazma Ateş Topları Oluşturulması
Son testlerin arkasında Oxford Üniversitesi ile Bilim ve Teknoloji Tesisleri Konseyi’nin CERN’in HiRadMat tesisinde faaliyet gösteren Merkezi Lazer Tesisi arasındaki araştırmacıların işbirliği vardı. Süper Proton Senkrotronu kullanarak elektron-pozitron çiftlerini oluşturduktan sonra araştırmacılar, galaksiler arası plazmada hareket eden ceketle çalışan bir çiftin laboratuvar ölçekli bir modelini üretmek için onları bir metre uzunluğundaki ortam plazmasına itti. Bu, bilim adamlarının ışın profilini ve manyetik alan imzalarını ölçerek olup bitenleri yakından takip etmelerine ve bunların ışın-plazma kararsızlıklarını nasıl etkilediklerini görmelerine olanak sağladı.
Sonuçlar ekibin beklediğinden tamamen farklıydı. Işın oldukça dirençliydi; önemli bir kesinti veya kendiliğinden oluşan manyetik alanlar olmadan dar, paralel bir yolu koruyordu. Bu sonuçtan yola çıkarak ekip, ışın-plazma kararsızlıklarının eksik gama ışınlarını açıklayamayacak kadar zayıf olduğunu öne sürüyor; bu da erken evrenden kalan bir manyetik alanın galaksiler arası ortamda saklandığını gösteriyor.
“Çalışmamız, laboratuvar deneylerinin teori ve gözlem arasındaki boşluğu doldurmaya nasıl yardımcı olabileceğini, uydu ve yer tabanlı teleskoplardan astrofiziksel nesnelere dair anlayışımızı geliştirebileceğini gösteriyor.” dedi başyazar Profesör Gianluca Gregori Oxford Üniversitesi’nden. “Ayrıca, dünya genelindeki deneysel tesisler arasındaki işbirliğinin, özellikle de giderek daha aşırı hale gelen fiziksel rejimlere erişimde yeni bir çığır açmanın öneminin altını çiziyor.”
Erken Evreni Yeniden Düşünmek
Gregori, “Gerçekten yeterli güçte galaksiler arası bir manyetik alan varsa, o zaman Çerenkov Teleskop Dizisi Gözlemevi (CATO) tarafından gözlemlenen ve şu anda Şili ve Kanarya Adaları’ndaki bölgelerde tamamlanmaya yaklaşan blazarların çevresinde dairesel emisyon halkaları (“çift haleler”) tespit edilebilir olmalıdır.” dedi. Bilgilendirme bir e-postada.
Sonucun bu tek olgunun çok ötesinde sonuçları var; aynı zamanda erken evrenin son derece tekdüze olduğu ve böylesi bir manyetik alanın oluşmasına çok az yer bıraktığı yönündeki yaygın görüşe de meydan okuyor. Bu tür beklentileri altüst etmek, standart modelin dışında yeni fizik gerektirir ve ekip, yeni nesil gözlemevlerinin bulgularının daha iyi doğrulanmasını sağlayacağını umuyor.
Gregori, “Gelecekteki CTAO gözlemleri bulgularımızı doğrularsa, tek olasılık manyetik alanın ilksel kökene sahip olmasıdır” diye açıkladı. “Ancak, manyetik alanlara sahip olmak akımları ima eder ve akımlar da erken Evren’de yaratılması zor olan homojensizlikler gerektirir. Bu nedenle yeni bir fiziğe ihtiyaç duyulabilir.”
Gregori, “Örneğin, karanlık madde eksen adı verilen varsayımsal parçacıklardan oluşuyorsa, karanlık madde ile sıradan madde yoğunluklarının rastgele dalgalanması birlikte senkronize olmayabilir” diye ekledi. “Bu, termoelektrik etkinin eşdeğerine yol açabilir (sıcaklık ve elektron yoğunluğu dalgalanmaları bir akım üretir).
CERN’de Evreni Keşfetmeye Devam Ediyoruz
Gregori, “Çalışılması gereken bir diğer önemli konu da kozmik ışınların nasıl üretildiğidir” dedi. “Bir teori, göreli jetlerin, kozmik ışınları hızlandıran ana motorlardan biri olduğu yönündedir. Ancak parçacık hızlandırma mekanizmalarının çoğu, manyetik alanlar gerektirir. Gelecekteki deneylerde, kozmik ışınların bu sistemlerde nasıl hızlandırılabileceğine daha ayrıntılı olarak bakacağız.”
Gregori ve meslektaşları hala CERN’de devam eden bu tür deneylerden öğrenilecek çok fazla bilginin kaldığını düşünüyorlar ve bu da araştırmacılara evrenimizin altında yatan temel süreçlere dair daha derin bir içgörü sağlayacak.
Profesör Subir Sarkar (Oxford Üniversitesi Fizik Bölümü), “CERN’de yapılmakta olan sınır araştırmalarına yeni bir boyut katan böyle yenilikçi bir deneyin parçası olmak çok eğlenceliydi” dedi. “Umarım, çarpıcı sonucumuz, plazma (astro)fiziği camiasında, temel kozmik soruların karasal bir yüksek enerji fiziği laboratuvarında araştırılması olanaklarına olan ilgiyi uyandıracaktır.”
Kağıt, “Blazar Çift Kademeli Laboratuvar Analogunda Çift Işın Kararsızlıklarının Bastırılması“içinde görünecektir Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri7 Kasım 2025’te.
Ryan Whalen The Debrief için bilim ve teknolojiyi ele alıyor. Tarih alanında yüksek lisans derecesine ve Kütüphane ve Bilgi Bilimi alanında yüksek lisans derecesine ve Veri Bilimi sertifikasına sahiptir. Kendisiyle iletişim kurulabilir [email protected]ve onu Twitter’da takip edin @mdntwvlf.
Source link
