DEMET İLCE / MUHABİR
Fırlayan bir uzay aracı, pistte hızla ilerleyen bir yarış arabası, avına doğru hızla ilerleyen bir çita; gezegenimiz yüksek hızlı becerilerle doludur.
Peki dünyadaki en hızlı şey nedir? Cevap, "şey"i ve "Dünyadaki"yi nasıl tanımladığınıza bağlıdır. Ve en iyi adaylar (nötrinolar ve fotonlar) çıplak gözle görülemez.
En bariz cevap ışık gibi görünüyor. Boşlukta ışık saniyede yaklaşık 186.000 mil (saniyede 300.000 kilometre) yol alır. Evrende bildiğimiz hiçbir şey bu hızı aşamaz.
Peki ışık bir şey midir? Fizikçiler bu konuda tam olarak hemfikir değiller. Bazıları hayır diyor çünkü ışığın kütlesi yok. Diğerleri evet diyor; kuantum mekaniğinin tuhaflıkları nedeniyle ışık aynı anda hem dalga hem de parçacıktır. Ve çoğu fizikçi parçacıkların şeyler olduğu konusunda hemfikirdir.
Utah Üniversitesi'nden fizikçi John Matthews'a göre, uzay boşluğunda foton adı verilen bu parçacıklar en hızlı şeylerdir.
Dünya'da ise vakum odasında olmadığınız sürece işler biraz daha karmaşıklaşıyor. Bir foton Dünya atmosferine çarptığında biraz yavaşlar. Ve sonra, doğru koşullar altında, bir miktar rekabet olabilir. Matthews’e göre, bunun nedeni, tüm parçacıkların fotonlar gibi atmosfer tarafından yavaşlatılmamasıdır.
Matthews, ultra yüksek enerjili kozmik ışınlardan, uzaydan Dünya'ya yağan atom altı parçacık yağmurlarından kaynaklanan çok hızlı birkaç parçacığı tespit eden bir ekibin parçası. Bu parçacıklardan biri, 1991 yılında meslektaşları tarafından henüz tespit edilmemiş en yüksek enerjili kozmik ışından tespit edildi.
Bunun gibi parçacıklar boşlukta ışık hızına son derece yaklaşarak başlar. Ancak Dünya atmosferine çarptıklarında "doğaları gereği ilerlemeye devam ediyorlar" dedi Matthews. "Yani atmosferdeki ışık hızını aşıyorlar."
Bu parçacıklar, Dünya'daki en hızlı kütleli şeylerden biri haline getiriyor, ancak en üstte değiller. Bunun yerine, Wisconsin Madison Üniversitesi'nden parçacık fiziği uzmanı Justin Vandenbroucke'a göre nötrino bu ödülü alıyor.
Aman Tanrım parçacığı muhtemelen bir protondur ya da en azından protona benzer; atom altı parçacıklar ölçeğinde oldukça büyük kütlelidir. Bir nötrinonun kütlesi protonunkinden en az 10 milyar kat daha küçüktür, dolayısıyla temel fizik yasaları sayesinde, aynı miktarda enerji verildiğinde daha da hızlı hareket edebilir.
Nötrinolar teoride çok hızlı hareket edebilse de pratikte onları tespit etmek oldukça zordur.
Güney Kutbu'nda vadeli bir deneyde fizikçiler, yüksek enerjili nötrinoları bulmayı umarak 0,2 mil küp (1 kilometre küp) buz yığınının içine dedektörler yerleştirdiler. Yeterli enerjiye sahip bir nötrino, buzun içinde ışıktan daha hızlı hareket edebilir. Bu yüksek enerjili nötrino, buzdaki bir atomun çekirdeğiyle çarpıştığında, ışıktan daha hızlı hareket eden yüklü atom altı parçacıklar üretebilir. Bu hızlı parçacıklar, Çerenkov radyasyonu olarak bilinen bir ışık parıltısı yayar ve nötrinoyu dolaylı olarak tespit edilebilir hale getirir.
Ve 2016 yılında IceCube bilim insanları henüz dikkatle değerlendirilen en yüksek enerjili nötrinoyu tespit etti.
Los Alamos Ulusal Laboratuvarı'ndan fizikçi Bill Louis, "Bildiğimiz kadarıyla bunlar şimdiye kadar görülen en hızlı parçacıklar" dedi. Kütlesi olan hiçbir parçacık ışığın boşluk hızına ulaşamaz ama eğer çok hafifse ve çok fazla enerjiye sahipse çok yaklaşabilir.
Ne kadar yakın? Hızları düz tutmak için Vandenbroucke 9'lu düşünmeyi seviyor. Işık hızının %99,99'u oranında hareket eden bir şeyin dört tane 9'u olur. Vandenbroucke, 2016'da tespit edilen süper hızlı nötrinonun 33 9'a sahip olacağını söyledi. Ve Aman Tanrım parçacığı, hesaplamalarına göre 20 ile 24 arasında 9'a sahip olacaktı. Bu parçacığın enerjisi daha fazlaydı ama aynı zamanda çok daha büyüktü.
Karşılaştırma yapmak gerekirse, CERN'in Büyük Hadron Çarpıştırıcısı gibi insan yapımı parçacık hızlandırıcılarında parçacıkların ulaştığı en yüksek hızlar yalnızca yedi adet 9'a sahip olacaktır.
Bu arada Vandenbroucke, bu rekor kıran süper hızlı parçacıkların "evrendeki doğal olarak oluşan parçacık hızlandırıcıları tarafından üretildiğini " söyledi. "Nasıl çalıştıklarını bilmiyoruz ama bu size gerçekten doğanın insanlarla karşılaştırıldığında ne kadar muhteşem olduğunu anlatıyor."
