Teknoloji Haberleri
N
Gönderiler
Hakkında
N
3 ay
0 N
3 ay
|
< Resime gitmek için tıklayın > Bir mikrokuasar sisteminde bir yıldızı yavaşça yutan yıldız kütleli bir kara deliğin illüstrasyonu. (Kaynak: Robert Lea (Canva ile oluşturulmuştur)) NASA'nın gama ışını tespit eden Fermi uzay aracından elde edilen 16 yıllık verileri kullanan gökbilimciler, bir kara deliğin bir yıldızı yavaşça yuttuğu sistemler olan mikrokuasarların görece küçük olsalar da sandığımızdan çok güçlü olabileceklerini keşfettiler. Küçücük yapılarına rağmen bu araştırma, küçük yıldızları yiyen mikrokuasarların bile etkileyici bir kozmik etkiye sahip olabileceğini ve güçlü doğal parçacık hızlandırıcıları haline gelebileceğini gösteriyor. Bu da her boyutta yıldızla beslenen kara deliklerin, Dünya'yı sürekli bombardıman eden ve kozmik ışınlar olarak adlandırılan yüksek enerji yüklü parçacıkların tahmin edilenden daha fazla miktarda olmasından sorumlu olabileceği anlamına geliyor. Bu parçacık hızlanmasının mekanizması, mikrokuasarlardan çıkan ışık hızına yakın astrofizik jetlerdir. Università di Trieste'den ekip eş lideri Guillem Martí-Devesa “Dünya sürekli olarak galaksimizin başka yerlerinde hızlandırılmış parçacıklar tarafından bombardımana tutuluyor. Bunlar genellikle kozmik ışınlar olarak bilinen protonlar ve elektronlardır,” diyor. “Ancak bunların kökeni onlarca yıldır tartışılıyor.” diyerek tamamlıyor. Max Planck Nükleer Fizik Enstitüsü'nden Martí-Devesa ve ekip eş lideri Laura Olivera-Nieto'nun bulduğu şey, bir kara deliğin düşük kütleli bir yıldızla yavaşça beslendiği iyi bilinen bir mikrokuasar olan GRS 1915+105'in konumuyla tutarlı yeni bir gama ışını kaynağı. Olivera-Nieto yaptığı açıklamada, “Parçacıkları hızlandırabilen kaynakları bulmak ve onları özel kılan şeyin ne olduğunu anlamak, evrenin bazen parçacıkların çok küçük bir kısmına neden ve nasıl büyük miktarlarda enerji sağladığını ortaya çıkarmak için ilk adımdır” dedi. “Parçacıkları hızlandırmak için tipik olarak birkaç bileşene ihtiyacınız vardır: güçlü manyetik alanlar, yüksek miktarda güç ve ayrıca hızlandırılacak parçacıkların varlığı. “Mikrokuasar jetleri bunların hepsine sahip!” Kuasarlar Karşısında Mikrokuasarlar Alışıldık standart kuasarlar, aktif galaktik çekirdek (active galactic nucleus, AGN) adı verilen bazı galaksilerin merkezi bölgelerinde çevrelerindeki madde ve gazla beslenen süper kütleli kara deliklerden güç alır. Kuasarlar evrendeki en parlak ışık kaynaklarından bazılarıdır ve genellikle kendilerini çevreleyen galaksideki milyarlarca yıldızın birleşik ışığını gölgede bırakırlar. Süper kütleli kara delikler Güneş'in milyonlarca ila milyarlarca katı kütleye sahipken, mikrokuasarların kalbindeki yıldız yutan yıldız kara deliklerin kütleleri birkaç yüz güneş kütlesinden fazla değildir (çeviren notu: birkaç yüz Güneş kütlesi bile olağanüstü derecede büyük; stellar karadeliklerin çoğu birkaç veya birkaç on Güneş kütlesindedir). “Galaksideki çoğu yıldız yalnız değildir, aslında başka bir yıldızın yörüngesindedir. Mikrokuasarlar, iki yıldızdan birinin çoktan 'öldüğü', yani yakıtının bittiği ve patladığı özel bir merdiven çifti türüdür,” diyor Olivera-Nieto. “Geride kalan şey bir kara deliktir. Eğer normal yıldız kara deliğe yeterince yakınsa, kara delik ondan madde koparmaya ve onu yutmaya başlayacaktır. “Bu nesnelere 'mikrokuasarlar' diyoruz çünkü benzer bir fenomen olan ancak galaksilerin merkezinde süper kütleli kara delikler bulunan kuasarlara benziyorlar.” < Resime gitmek için tıklayın > Bir yıldızı yavaşça yutan bir kara deliği gösteren illüstrasyon (Kaynak: MPIK/H.E.S.S. için Bilim İletişim Laboratuvarı) Kara deliklerin yıldızları kemirmesi oldukça yaygın bir olgudur. Bir yıldız süper masif bir kara deliğe çok yaklaştığında, bu kozmik devin muazzam kütleçekim etkisi, yıldızı dikey olarak gererken yatay olarak ezen gelgit kuvvetleri üretir. Bu spagettileşme süreci talihsiz yıldızı, süper kütleli kara deliğin etrafını saran ve yavaş yavaş ona beslenen bir yıldız malzemesi şehriyesine dönüştürür. Bu güçlü ve şiddetli olaylar gelgit bozulma olayları (tidal disruption events) olarak adlandırılmaktadır. < Resime gitmek için tıklayın > Süper masif bir kara deliğin bir yıldızı parçaladığı gelgit bozulması olayının bir örneği (Kaynak: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF) Mikrokuasarlar süper masif karadeliklere ilişkin gelgit bozulma hadiselerinden farklıdır çünkü bu daha küçük kara delikler kurban yıldızlarını yok etmekten ziyade kemirirler. Olivera-Nieto, “Bir mikrokuasar kararlı bir yörüngededir ve kara delik yıldızdan yalnızca çok yavaş bir hızda kütle alır” dedi. “Bu, gelgitleriyle yıldızı yok etmediği ve evrimi sırasında da bunu yapmayacağı anlamına geliyor.” Kozmik Parçacık Hızlandırıcıları olarak Mikrokuasarlar Bu yeni araştırma, kara delik motorlarının süper masif kara deliklere kıyasla küçücük boyutlarına ve yıldızları yemeye yavaş yaklaşmalarına rağmen, mikrokuasarların güçlü doğal parçacık hızlandırıcıları haline gelerek etkileyici bir kozmik etkiye sahip olabileceğini gösteriyor. Martí-Devesa, “Bir mikrokuasar durumunda, bir kara delik tarafından yavaşça yutulan bir yıldızımız var” dedi. “Sonuç olarak, kara delik güçlü rölativistik jetler üretebilir ki bu da bir mikrokuasarın ayırt edici özelliğidir.” Bu çıkışlar galaksimizde bulunan en güçlü astrofiziksel jetler ve dolayısıyla mükemmel kozmik parçacık hızlandırıcıları haline gelir. Asıl soru şu: Samanyolu'nun kozmik ışın içeriğinin ne kadarına mikrokuasarlar, özellikle de çok düşük kütleli kara delik motorlarına sahip olanlar katkıda bulunuyor? Olivera-Nieto ve Martí-Devesa bu soruyu yanıtlamak için NASA'nın Fermi uzay aracı tarafından Büyük Alan Teleskobu (LAT) dedektörü kullanılarak toplanan 16 yıllık verilere başvurdu. “V1487 Aquilae” olarak da bilinen mikrokuasar GRS 1915+105 ile ilişkili bir gama ışını sinyali buldular ve bu büyük bir sürpriz oldu (çeviren notu: normalde/genelde mikrokuasar adayı olabilecek veya mikrokuasarlara dönüşebilecek karadelik yıldız çiftleri en çok bilinen Kuğu X-1 örneğindeki gibi X-ışınlarında görülürler; eletromanyetik spektrumun daha enerjetik tarafında kalan gama ışınları esas kuasarlara yani yoğun biçimde beslenen süper masif karadeliklere mahsus). < Resime gitmek için tıklayın > Chandra X-ışını Gözlemevi tarafından X-ışınlarında görüntülenen mikrokuasar GRS 1915+105. (Kaynak: Chandra) Sürprizin nedeni GRS 1915+105'in 14 güneş kütlesinde bir kara delikten oluşan düşük kütleli bir ikili olması ve güneş kütlesinin yaklaşık yarısı kadar bir yıldızı yavaşça yutmasıdır. Bu durum, daha önce bilinen ve yalnızca büyük kütleli yıldızlara ev sahipliği yapan parçacık hızlandırıcı mikrokuasarlarla tam bir tezat oluşturmaktadır. Örneğin SS 433 mikrokuazarı, güneşin on katı kütleye sahip bir yıldızı yiyen bir kara deliğe ev sahipliği yapıyor. Olivera-Nieto, “Bu sistemi özel kılan şey aslında oldukça yaygın olması olabilir” dedi. “Galaksideki yıldızların sayısı kütleleri arttıkça dik bir şekilde düşer: düşük kütleli yıldızlar yüksek kütleli yıldızlardan çok daha yaygındır. Sonuç olarak, aynı durum mikrokuasar sistemleri için de geçerli olmalıdır.” Bununla beraber böylesine küçük bir yıldızı yavaşça yutan bir kara deliğe sahip bir sistemin bile parçacıkları gama ışını fotonları yaratacak kadar hızlandırabildiğini bulmak, mikrokuasarların bir bütün olarak galaksimizin kozmik ışın içeriğine katkısının bilim insanlarının beklediğinden daha yüksek olabileceği anlamına geliyor. < Resime gitmek için tıklayın > Fermi Gama Işını Uzay Teleskobu'nun (FGST) artistik tasviri. (Kaynak: NASA) Olivera-Nieto, “Gama ışını emisyonu kanıtı olmayan, yani yüksek enerjilere parçacık hızlandırma kanıtı olmayan bilinen daha birçok mikrokuasar var” dedi. “Bunların bazıları yeterince hassas teleskoplarla bakmadığımız için, ancak diğerleri basitçe verimli hızlandırıcılar değil gibi görünüyor. “Mikrokuasarların jetlerinde ne kadar kozmik ışın üretildiğini anlamak için ipucu barındıran bu sistemler arasındaki farkı anlamak istiyoruz.” Böylece, düşük kütleli yıldızlara sahip mikrokuasarların da parçacık hızlandırıcı olabileceğine ve Dünya'ya ulaşan kozmik ışınlara katkıda bulunabileceğine dair bu yeni kanıtla birlikte Martí-Devesa, daha önce keşfedilen mikrokuasar sistemlerini yeniden ziyaret etmenin zamanının gelmiş olabileceğini açıkladı. Martí-Devesa, “Çalışmamızın, mikrokuasarların galaksimizdeki kozmik ışın bolluğuna gerçek katkısını anlamak için önemli bir adım olacağını umuyoruz” dedi. “Bu şekilde, tüm mikrokuasar popülasyonunu ve bunların galaksimizdeki kozmik ışın üreticileri olarak gerçek önemlerini yeniden değerlendirebileceğiz.” Ekibin araştırması Ocak ayında The Astrophysical Journal Letters'da yayımlanmıştır. Çevrilen Haber Kaynağı: Black holes snacking on small stars create particle accelerators that bombard Earth with cosmic rays | Space Orijinal Çalışma:
Persistent GeV Counterpart to the Microquasar GRS 1915+105 - IOPscience |
N
3 ay
|
Bir nötrinonun kuantum boyutu, büyük çarpıştırıcılara veya devasa yeraltı dedektörlerine başvurmaksızın parçacığın bozunumunun yenilikçi masa üstü ölçümleri kullanılarak ilk kez ölçüldü. < Resime gitmek için tıklayın > Berilyumun lityuma bozunması, nötrino boyutunu devasa bir dedektör yerine masa üstünde ölçmenin bir yolunu üretiyor. Kaynak: Smolsky, J., Leach, K.G., Abells, R. ve diğerleri Nature (2025). (CC BY-NC-ND 4.0) Nötrinoların fotonlardan sonra evrendeki en yaygın ikinci ve kütleliler içerisinde kitlesel olarak en fazla sayıda olan parçacıklar olduğu düşünülmektedir, ancak fizikçilerin varlıklarını deneysel olarak kanıtlayıp kanıtlayamayacağımızı merak etmelerinin üzerinden gerçekten çok fazla bir zaman geçmemiştir. Nötrinolar dedektörlerimiz de dahil olmak üzere diğer madde formlarıyla o kadar nadir etkileşime girerler ki, yalnızca en küçük alt kırılımları gözlemlenebilmektedir. Tespit edilen nötrino ve madde etkileşimleri içerisinde bir önceki enerji rekoru sahibinden 35 kat daha enerjik bir tanesinin yakın zamanda (dolaylı olarak) tespit edilmesi, gördüklerimiz arasında ne kadar büyük bir zaman aralığı bulunduğunu, ne kadar nadir yakalanabildiklerini gösteriyor. Nötrinoları gözlemlemeyi başardığımızda, enerjileri hakkında makul tahminler elde edebiliyoruz - ancak boyutları da dahil olmak üzere diğer birçok ölçüm büyük ölçüde kapasitemizin ötesinde. Yeni bir makalede nötrinoları “doğanın en az anlaşılmış temel parçacıkları” olarak tanımlayan bir grup araştırmacı, süper iletken tantal-alüminyum sensörlere yerleştirilmiş radyoaktif berilyum kullanarak bu durumun değişmesine yardımcı oldu. Atom altı parçacıklar, bilinen nesneler gibi sabit boyutlara sahip değildir. Bunun yerine, dalga-parçacık ikiliği, dalga benzeri bir olasılık dağılımı olarak var oldukları anlamına gelir. Nötrinoların durumunda, bu dalga paketinin (tekil kuantum, çoğul kuanta) yayılımı bilinmemektedir. Nötrino yayılım boyutuna ilişkin geçmiş tahminler on trilyon kat arasında değişiyordu; bu biraz da bir şeyin misket büyüklüğünde mi yoksa Dünya ile Güneş arasındaki mesafe kadar mı olduğunu söyleyememek gibi bir vaziyet. Ekip, berilyum-7 atomlarının, Güneş'ten tespit ettiğimiz nötrinoların bir kısmını üreten bir süreç olarak lityuma bozunmasına izin verdi. Araştırmayı yöneten Colorado Maden Okulu Fizik Doçenti Kyle Leach yaptığı açıklamada, “Berilyumun bozunmasında üretilen lityum atomlarının davranışını hassas bir şekilde ölçerek, tespit edilmesi oldukça zor olan parçacıklar olarak nötrinoların kuantum özelliklerine doğrudan erişim sağladık” dedi (çeviren yorumu: bir kuantum sistemindeki korunum prensiplerine/örüntülerine dayanarak sistemin evrimindeki diğer özellikleri bunları tespit etmeden öngörebilirsiniz, kısaca sistemin neye evrileceğini, kuantum bozunum ürünlerinin ne olduğunu biliyorsanız şahane bir yaklaşım). Süperiletken Tünel Bağlantılarında Berilyum Elektron Yakalama Deneyi (BeEST) olarak adlandırılan yaklaşım, nötrino ve lityum çekirdeğinin kuantum dolanık olması nedeniyle işe yarıyor, böylece birinin ölçümleri bize diğeri hakkında bilgi veriyor. Ekip bu durumda nötrinonun 6,2 pikometreye eşit ya da daha büyük bir uzaysal genişliğe sahip olduğu sonucuna vardı. Bu küçük bir atomun yarıçapının onda biri, ancak bir atom çekirdeğinin yaklaşık bin katı büyüklüğünde. Yine de bu, 2 metre (7 feet) kadar geniş olabilecekleri ihtimalini açık bırakan önceki çalışmaların en üst sınırından hala çok daha küçük. Nötrinoların müon ve tau gibi farklı leptonlarla ilişik çeşnileri vardır ve ölçümler sadece elektron nötrinoları olarak bilinenler için geçerlidir. Nötrinoları incelemek için kullanılan deney düzeneklerinin çoğu ya Büyük Hadron Çarpıştırıcısı gibi güçlü parçacık hızlandırıcıları ya da buzun içine veya denizin dibine gömülmüş dev toplayıcı alanlarıdır. Ancak bu ekip, lityum atomlarının davranışlarını insan saçından daha ince süper iletken sensörlerle gözlemleyerek deneyin çok daha mütevazı bir laboratuvarda yürütülmesini sağladı. Leach, “Çalışmamız, küçük ölçekli, yüksek hassasiyetli deneylerin büyük parçacık çarpıştırıcılarında yapılan keşifleri nasıl tamamlayabileceğinin en iyi örneğidir” dedi. Leach, “Bu sadece buzdağının görünen kısmı” dedi. “Bulgularımız, parçacık fiziğinin standart modelini iyileştirmekten nükleer reaktörlerden ve astrofizik kaynaklardan nötrinoları tespit etme yöntemlerini geliştirmeye kadar geniş kapsamlı etkilere sahip olabilir. Bundan sonrası için heyecanlıyız.” Çalışma Nature dergisinde açık erişimli olarak yayımlanmıştır. Çevrilen Haber Kaynağı: Neutrinos' Quantum Size Likely Thousands Of Times Larger Than Atomic Nuclei | IFLScience Orijinal Çalışma:
Direct experimental constraints on the spatial extent of a neutrino wavepacket | Nature Bahsi Geçen Yeni Rekor Kırmış Nötrino Etkileşiminin Tespiti Hakkında Kaynaklar: Şimdiye kadarki en yüksek enerjili nötrino tespit edildi | DonanımHaber Forum Highest Energy Neutrino Ever Detected Breaks Record By 3,500 Percent | IFLScience |
N
3 ay
|
< Resime gitmek için tıklayın > İlksel kara deliklerin artistik izlenimi. (Kaynak: NASA'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi) 1974 yılında bilim kurgu yazarı Larry Niven ilginç bir önermesi olan bir cinayet gizemi yazdı: Bir adamı küçük bir kara delikle öldürebilir misiniz? Hikayeyi spoiler vermeyeceğim, ancak çoğu insanın cevabın açıkça evet olduğunu iddia edeceğine bahse girerim. Yoğun yerçekimi, gelgit kuvvetleri ve olay ufku kesinlikle nahoş manzaralı bir sona yol açacaktır. Ancak bilimsel cevabın biraz daha ilginç olduğu ortaya çıktı. Esasında yeterince büyük bir kara deliğin sizi öldürebileceği açıktır. Öte yandan, tek bir hidrojen atomunun kütlesine sahip bir kara deliğin fark edilemeyecek kadar küçük olduğu da açıktır. Asıl soru kritik kütle. Bir kara delik hangi minimum boyutta ölümcül hale gelir? ArXiv ön baskı sunucusunda yayınlanan yeni bir makalenin araştırma sorusu işte budur. İlgili çalışma ilksel kara delikler üzerine eğiliyor. Bunlar evrenin aşırı yoğun ilk anlarında oluşmuş olabilecek ve yıldız kütleli kara deliklerden çok daha küçük olabilecek teorik cisimlerdir. Atom kütlesinden Dünya'nın birkaç katı kütleye kadar herhangi bir kütlede olabilirler. Gökbilimciler hiçbir zaman ilksel kara delikler bulamamış olsalar da, gözlemler belirli kütle aralıklarını dışlamaktadır. Örneğin, 10^12 kg'dan küçük herhangi bir ilksel kara delik Hawking radyasyonu yüzünden çoktan buharlaşmış olurdu. 10'20 kg'dan daha büyük herhangi bir nesne ise Samanyolu'ndaki yıldızları çekimsel olarak mercek altına alacaktır (gravitasyonal mercekleme). Bu mercekleme etkilerini tespit edemediğimize göre, en azından bu limit üzerinde ilksel karadelikler son derece nadir olmalılar. Tabii eğer varlarsa. Bazı teorik modeller ilksel kara deliklerin karanlık maddenin kaynağı olabileceğini savunmaktadır. Eğer durum buysa, gözlemsel sınırlar kütlelerini 10^13-10^19 kg aralığında kısıtlıyor ki bu da asteroitlerin kütle aralığına benziyor. Bu nedenle, çalışma bu aralığa odaklanıyor ve iki etkiyi inceliyor: gelgit kuvvetleri ve şok dalgaları. Gelgit kuvvetleri meydana gelir çünkü bir kütleye ne kadar yaklaşırsanız, gravitasyon o kadar güçlü olur ve uzay zaman parçaları boyunca gravitasyonal kuvvet farkları oluşur. Bu da bir kara deliğin yaklaştıkça size bir kuvvet farkı uygulayacağı anlamına gelir. Asıl soru, bu kuvvet farkının dokuları yırtacak kadar güçlü olup olmadığıdır. Asteroid kütleli kara delikler bir mikrometreden daha küçüktür, bu nedenle gelgit kuvvetleri bile küçük bir alanı kaplayacaktır. Eğer bir tanesi gövdenizden ya da uzuvlarınızdan birinden geçerse, bir miktar lokal hasar olabilir, ancak ölümcül bir şey olmaz. İçinizden küçük bir iğnenin geçmesine benzerdir. Ancak kara delik kafanızdan geçseydi, bu farklı bir hikaye olurdu. Gelgit kuvvetleri beyin hücrelerini parçalayabilir ki bu çok daha ciddi bir durumdur. Beyin hücreleri hassas olduğundan, 10-100 nanonewtonluk bir kuvvet farkı bile sizi öldürebilir. Ancak bunun için yukarıda verilen kütle aralığımızın en üst sınırında bir kara delik gerekecektir. Şok dalgaları çok daha tehlikeli olacaktır. Bu durumda, bir kara delik vücudunuza girdiğinde, içinizde dalgalanacak bir yoğunluk dalgası yaratacaktır. Bu şok dalgaları hücrelere fiziksel olarak zarar verecek ve daha da fazla zarar verecek ısı enerjisini aktaracaktır. Kara deliğin 22 kalibrelik bir mermininkine benzer bir enerji şok dalgası yaratması için 1,4 x 10^14 kg'lık bir kütleye ihtiyacı vardır ki bu da olası ilksel kara deliklerin kütle aralığındadır. Yani evet, stellar ve galaktik kuzenlerine göre çok daha küçük ilksel bir kara delik sizi öldürebilir. Bu enteresan bir hikaye olsa da, gerçek hayatta bu asla gerçekleşmez. Asteroid kütleli ilksel kara delikler var olsa bile, uzayın genişliğine kıyasla bunların sayısı, herhangi birinin yaşamı boyunca başına gelme olasılığının 10 trilyonda 1'den daha az olduğu anlamına gelir. Çevrilen Haber Kaynağı: What would happen if a tiny black hole passed through your body? Orijinal Çalışma:
[2502.09734] Gravitational Effects of a Small Primordial Black Hole Passing Through the Human Body |
N
3 ay
|
< Resime gitmek için tıklayın > Yüksek enerjili parçacık çarpışmaları, doğada, ekonomide ve iklim biliminde de bulunan bir hareket modeli olan Lévy yürüyüşleri sergilemektedir. ELTE araştırmacıları simülasyonları ve büyük parçacık hızlandırıcılarından elde edilen verileri kullanarak bunu doğruladı. Bulguları geleneksel varsayımlara meydan okuyor ve nükleer fiziği daha geniş bilimsel disiplinlere bağlıyor. Kaymak Mate Csanad / ELTE Eötvös Loránd Üniversitesi Son araştırmaların ortaya koyduğu kadarıyla yüksek enerjili nükleer çarpışmalardaki parçacıklar da Lévy yürüyüşleri olarak bilinen ve birçok bilimsel alanda görülen bir hareketi takip edecek şekilde hareket etmektedirler. Adını matematikçi Paul Lévy'den alan Lévy yürüyüşleri (ya da bazı durumlarda Lévy uçuşları) doğada ve çeşitli bilimsel süreçlerde görülen bir tür rastgele hareketi tanımlar. Bu örüntü, yırtıcı hayvanların yiyecek arayışından ekonomik dalgalanmalara, mikrobiyolojiye, kimyasal reaksiyonlara ve hatta iklim dinamiklerine kadar çok çeşitli olgularda ortaya çıkmaktadır. Yüksek Enerjili Nükleer Çarpışmalarda Lévy Yürüyüşleri ELTE Atom Fiziği Bölümü ve Astro ve Parçacık Fiziği Mükemmeliyet Programı'ndan (TKP) Dániel Kincses, Márton Nagy ve Máté Csanád, son araştırmalarında yüksek enerjili nükleer çarpışmalarda parçacıkların hareketinin de aynı matematiksel çerçeveyi izlediğini gösterdiler. Elde ettikleri bulgular, Lévy yürüyüşlerinin karmaşık sistemleri anlamadaki geniş ve disiplinler arası önemini vurgulamaktadır. ELTE'de doktora sonrası araştırmacı olan Dániel Kincses, “Simülasyona dayalı çalışmalarımız, parçacıkların yolunu takip ettiğimizde, adımların uzunluğunun ve son konumların dağılımının Lévy yürüyüşünün matematiğine karşılık geldiğini gösterdi” diye özetliyor. Parçacık Hızlandırıcılarından Deneysel Kanıtlar Communications Physics'te yayınlanan yeni bir çalışma, ELTE araştırmacılarının yıllar boyunca çok sayıda büyük ölçekli deneyde gözlemledikleri bulguları doğrulamaktadır. Teorik modellere dayalı sayısal simülasyonlar kullanan çalışmanın sonuçları, ELTE'nin CERN SPS (NA61 deneyi), BNL RHIC (PHENIX ve STAR deneyleri) ve CERN LHC (CMS deneyi) dahil olmak üzere birçok büyük parçacık hızlandırıcıda yaptığı ölçümlerden elde edilen verilerle yakından uyumludur. Araştırma, çarpışmalardan sonra parçacık konumlarının dağılımının normal (Gauss) bir dağılım izlemediğini, bunun yerine yavaşça bozunan Lévy kararlı dağılımı izlediğini ortaya koyuyor. ELTE'de profesör olan Máté Csanád, “Bu aynı zamanda süreçlerin dinamiklerinin biyolojiden yer bilimleri ve ekonomiye kadar diğer birçok bilim alanında gözlemlenenlere benzer olduğu anlamına geliyor” diye ekliyor. < Resime gitmek için tıklayın > Kaynak: ELTE Eötvös Loránd Üniversitesi Ağır iyon fiziğinin benzer soruları ele alan alt alanı femtoskopi olarak adlandırılıyor, çünkü nükleer çarpışmaların uzay-zamansal yapısının femtosaniye ölçeğinde araştırılmasıyla ilgileniyor. ELTE'deki araştırmacılar femtoskopi disiplininin ön saflarında yer almakta, ilgili araştırmalara hem deneysel hem de teorik olarak katılmakta ve ilgili sonuçlarını düzenli olarak önemli uluslararası konferanslarda sunmaktadır. Yakın zamanda yayınlanan makaleleri, gözlemlenen Lévy dağılımlarının kökenine ışık tutarak deneysel araştırmalara yeni bir yön verebilir. Çevrilen Haber Kaynağı: https://scitechdaily.com/this-strange-motion-keeps-appearing-everywhere-even-in-high-energy-collisions/ Orijinal Çalışma:
Lévy walk of pions in heavy-ion collisions | Communications Physics |
N
3 ay
|
Fizikçiler, zamanın gerçekliğin temel bir yönü değil, kuantum dolanıklığından kaynaklanan bir illüzyon olabileceğini öne sürerek, zaman hakkındaki uzun müddettir süregelen yerleşik ve alışıldık inançlara meydan okuyor. < Resime gitmek için tıklayın > Yeni bir çalışma, zamanın temel olmadığını, kuantum dolanıklığından ortaya çıktığını öne sürüyor. (Kaynak: CC BY-SA 4.0) Physical Review A dergisinde yayınlanan yeni bir çalışma, zamanın doğasının, 1983 yılında geliştirilen ve zamanı gözlemlenebilir bir kuantum değişkeni olarak ele alan Page ve Wootters (PaW) Mekanizması ile açıklanabileceğini öne sürüyor. Fizikteki en büyük engellerden biri, zamanın kuantum mekaniği ve genel görelilikteki tutarsızlığıdır. Kuantum mekaniğinde zaman dışsal ve değişmeyen bir parametredir. Kuantum sisteminin kendi içinde mevcut değildir, bunun yerine harici varlıklarla etkileşimler yoluyla ölçülür. Bu bir paradoks yaratır: gerçek bir gözlemlenebilir değilse zaman kuantum evrimini nasıl yönetebilir? Bu arada, genel görelilik zamanı, yerçekimi ve hareketten etkilenen, uzayla iç içe geçmiş bir boyut olarak ele alır. Bu da zamanın esneyip büzülebileceği anlamına gelir ki bu da kütleli nesnelerin yakınında zaman genişlemesi gibi olgulara yol açar. Bu iki tanım arasındaki uyumsuzluk, fizikçilerin birleşik bir her şey teorisi geliştirmelerini engelleyen bir zorluk olan zaman sorunu olarak adlandırılmıştır. < Resime gitmek için tıklayın > Evrimleşen sistem faz-uzay koordinatlarına göre |𝛽|2 ile ilgili marjinal olasılık dağılımının kontur grafiği. (Kaynak: Physical Review A) İtalya Ulusal Araştırma Konseyi'nden fizikçi Alessandro Coppo bu ikilemi şöyle açıklıyor: “Görünüşe göre kuantum teorisinde ciddi bir tutarsızlık var. Biz buna zaman sorunu diyoruz.” Page ve Wootters Mekanizması Bu tutarsızlığı çözmek için araştırmacılar PaW mekanizmasını yeniden ele aldılar. Bu teori, zamanın bağımsız bir varlık olarak değil, iki sistem arasındaki kuantum dolanıklık yoluyla ortaya çıktığını öne sürüyor: bir saat ve ölçtüğü evrimleşen sistem. Dolanıklığın olmadığı bir sistemde zaman ortadan kalkar ve evren donmuş bir halde kalır. Araştırmacılar bu teoriyi, etkileşime girmeyen ancak dolanık iki kuantum sistemini simüle ederek test ettiler: titreşen bir harmonik osilatör ve saat işlevi gören bir dizi küçük mıknatıs. Sistemin davranışının kuantum mekaniğinde temel bir denklem olan Schrödinger denklemiyle uyumlu olduğunu buldular. Osilatörün evrimi harici bir zaman parametresi tarafından değil, saatin kuantum durumu tarafından belirleniyordu. Bu fikir bakış açısında radikal bir değişim sunuyor: zaman bağımsız bir arka plan parametresi değil, dolanıklığından kaynaklanan bir özelliktir. Kuantum-Klasik Ayrımı Arasında Köprü Kurmak Araştırmacılar çalışmalarını daha da ileri götürerek PaW mekanizmasını daha büyük, makroskopik sistemlere uyguladılar. Mıknatıslı saatin ya da harmonik osilatörün klasik bir nesne olduğunu varsayarak, denklemlerinin doğal olarak klasik fizikte kullanılanlara basitleştiğini buldular. Bu da zamanın klasik akışının daha büyük ölçeklerde bile kuantum dolanıklığından kaynaklandığını göstermektedir. Coppo, “Doğru ve mantıklı yönün kuantum fiziğinden başlamak ve klasik fiziğe nasıl ulaşılacağını anlamak olduğuna inanıyoruz, tersi değil” dedi. Bu bulgu, klasik fiziğin ayrı bir çerçeve olarak var olmaktan ziyade kuantum mekaniğinden ortaya çıktığı fikrini desteklemektedir. Ayrıca zamanın kendisinin temel olmayabileceğini, bunun yerine kuantum korelasyonlarının bir yan ürünü olabileceğini düşündürmektedir. < Resime gitmek için tıklayın > Uzay-zaman koordinatlarına göre |β|2 ile ilgili marjinal olasılık dağılımının grafiksel gösterimi ve b) ana metinde tanıtılan κ = 3/4'lük örnek için herhangi bir sabit zamandaki kesiti. (Kaynak: Physical Review A) Sonuçları ve Gelecekteki Zorluklar Bu bakış açısı matematiksel olarak tutarlı olsa da, fizikçiler temkinli olmaya devam ediyor. Bazı araştırmacılar, PaW mekanizmasının ilgi çekici bir açıklama sunmasına rağmen, doğrudan deneysel doğrulamadan yoksun olduğunu savunuyor. Oxford Üniversitesi'nde kuantum bilgi bilimi profesörü olan Vlatko Vedral, “Evet, evrensel zamanı kuantum alanları ile 3 boyutlu uzayın kuantum durumları arasındaki dolanıklık olarak düşünmek matematiksel olarak tutarlıdır” dedi. “Ancak bu resimden yeni ya da verimli bir şey çıkıp çıkmayacağını kimse bilmiyor; örneğin kuantum fiziğinde ve genel görelilikte yapılacak değişiklikler ve bunlara karşılık gelen deneysel testlerin nasıl olması gerektiği gibi.” Deneysel kanıtlar bu teorinin nihai testi olmaya devam ediyor. Dolanıklıktan zamanın ortaya çıkıp çıkmadığını gerçekten belirlemek için fizikçilerin bu etkileri gerçek dünya sistemlerinde ölçebilecek deneyler tasarlamaları gerekecektir. < Resime gitmek için tıklayın > M = 20 (solda) veya M =50 (sağda) için cm= 0∀m ve κ = 3/4, r = 2/3 olduğunda kabul edilen yörüngelerle birlikte sistem faz uzayının evrimi. (Kaynak: Physical Review A) Belirsizliklere rağmen, bazıları bu yaklaşımın zamanın daha derin bir şekilde anlaşılmasına yönelik bir adım olabileceğine inanıyor. Rochester Üniversitesi'nde teorik fizikçi olan Adam Frank, zamanın bağımsız, nesnel bir olgu olarak değil, ancak bir sistemin içinden bakıldığında anlamlı olabileceğini öne sürüyor. “Belki de zamanı anlamanın tek yolu dışsal tanrısal bir gözden değil, içeriden, dünyanın böyle bir görünümünü ortaya çıkaran yaşamla ilgili ne olduğunu soran bir perspektiften bakmaktır” dedi. Eğer ki temel değil de ortaya çıkan bir özellik olarak zaman kavramının geçerliliği kanıtlanırsa, bu birleşik kuantum gravitasyon kuramının gelişiminde atılımlara yol açabilir ve hatta gerçeklik anlayışımızı baştan yeniden şekillendirebilir. Ancak deneyler bu fikirleri onaylayana kadar, zamanın gerçek doğası fiziğin en büyük gizemlerinden biri olmaya devam edecek. Çevrilen Haber Kaynağı: Time is an illusion resulting from quantum entanglement - The Brighter Side of News Orijinal Araştırma:
Magnetic clock for a harmonic oscillator | Phys. Rev. A |
N
5 ay
|
Bu olayın burada hiç haberini göremedim, o sebeple konusu hazırlayayım dedim. Keşke her gün gerçekleşen alakasız binlerce uçuş gibi uçtuklarını ve oraya vardıklarını ruhum bile duymasaydı da hiç haberini yapmasaydım ama kader ve hayat böyle. Nereden, kimi, nasıl, neyle vuracağı belli olmuyor. Özellikle bu vakada. Olayın özeti ve gelişimi şöyle: 29 Aralık Pazar günü yerel saate göre sabah 9 civarı Güney Kore'de yaşanan gelmiş geçmiş en ölümcül hava kazalarından birisinde Muan Uluslararası Havalimanı'na gövde üstü iniş yapan Boeing 737-800 tipi bir yolcu uçağının pistin sonuna kayması ve beton bir duvara çarparak patlaması sonucunda 179 kişi hayatını kaybediyor. https://www.reuters.com/world/asia-pacific/plane-drives-off-runway-crashes-airport-south-korea-yonhap-reports-2024-12-29/ Kaza anı (rahatsız edici olabilir): https://www.youtube.com/watch?si=IB9hxwfMD6U5qyfI&v=riA5BSq-O2Q&feature=youtu.be Kuş uyarısı alan kokpit mürettebatı kuleye kuş çarpması olarak acil durum bildirimi yapmışlar. https://www.youtube.com/watch?si=dn22vNmzK0llENDv&v=HV16-U93V5A&feature=youtu.be Ayrıca sürekli yayımlanan/gösterilen ayrı bir kısa video kaydında uçak bir köprünün üstünden alçak irtifada havalimanına doğru uçarken sağ motorunda bir hadise meydana geldiği de görülüyor. Ama sıkıntı şu ki çeşitli uzmanlar ve B737-800 pilotları hidrolik sistemin hatta motorun bile kuş çarpması ile bozulabileceğine ihtimal vermiyorlar. Motor bozulsa bile hidroliklerin sağlam kalması gerektiğini söylüyorlar. Daha da garibi flaplar ve iniş takımları kapalı, trim iniş için ayarsız - fakat hidrolikler ve kontrol yüzeylerinde bozukluk işareti olan tüm bunların aksine hidroliklerin sağlıklı çalıştığını gösterir şekilde fevkalade de başarılı bir gövde üstü iniş girişimi mevcut - görünüyor. Ki bunlar bile şimdiye kadar işin teferruatı, esas yıkım olayının gelişimine öncülük eden olumsuz veya tuhaf gelişmeler. Kazayı ölümcül hale getiren esas unsur ILS inişi sağlayan LDP lokalizer antenin destekli beton duvarla yapılmış olması. Normalde uçak devasa cüssesiyle o antenleri kırıp geçecek ve patlamayacaktı. Ama gene işin uzmanlarının çok yadırgadığı ve anlamlandıramadığı garip bir şekilde antenler - öylece pis sonunda durdukları diğer pek çok havalimanındakinin aksine - Muan Havalimanı'nda kalın bir beton duvarla beraber mevcut. Uçak haliyle sürüklenip sürtünme ve ters iticiye alınmış motorlar uyarınca durmak yerine duvara çarpıp patlıyor. Kuyruk tarafında yer alan 1 kadın, 1 erkek kabin görevlisi hariç herkes patlamada - uçağın kinetik enerjisinin o duvar yüzünden etki tepkiyle kendisine yansıması ve parçalanması sonucu - ölüyor. https://www.youtube.com/watch?si=1eWg69TCIoP-yNph&v=1vjMRCG7Mjg&feature=youtu.be https://www.youtube.com/watch?si=UfRvT6_cqVl4azF0&v=w1r8dl4RqMw&feature=youtu.be https://www.youtube.com/watch?si=dNG6KiXRJAv65sAl&v=P3U_REggAtk&feature=youtu.be Kara kutu analiz edilmeden, kokpitte tam olarak ne döndüğü anlaşılmadan olayın bilhassa uçağın görüntülerdeki bahsettiğim uygunsuz acil iniş ayarlarına ilişkin detayları aydınlanamayacak. Anlaşıldığı kadarıyla kontrol listesine (checklist) motor arızası karşısında paniğe kapılıp uymayan yorgun pilotların havacılık prosedürleri bazında kusurlu inisiyatifleri - hidrolikler bozulsa bile iniş takımlarının belirli bir prosedürle açılabileceği gerçeği buna işaret ediyor - kusurlu bir havalimanı mimarisiyle beraber ölümcül bir kazaya davetiye çıkarmış. Gene de esas sorumluluğun yolcuları, uçağı ve kendilerini kurtarmak için ellerinden geleni yapıp piste bir kuş zarafetiyle konan ama buna rağmen hayatlarından olan pilotlardan ziyade havalimanını bu şekilde tasarlayan ve onaylayanlarda olduğunu düşünüyorum. Azıcık fizik bilen herkes bir uçağın aynı burada acı bir şekilde gerçeğe döküldüğü gibi olası bir acil durum senaryosu güzergahına destekli beton duvar koyulmaması gerektiğini idrak edebilir. Havalimanının bu şekilde tasarlanmasında başrolü olanlar bence tutuklanmalı ve yargılanmalılar. Sürekli uçan ve sevdikleri de uçan, havacılıkla amatör seviyede ilgilenen birisi olarak ölenlere ebedi huzur, ailelerine ve etkilenen diğer herkese baş sağlığı dilerim. Yakın zamanda yaşanmış ve geçmiş diğer kazalarda ölenler, yaralananlar ve sevenlerine de aynı dileklerimi iletirim. Havacılığın kurallarının halen kanla yazıldığını ve bunun da temelde bilimin ve güvenliğin dikkate alınmamasından, bence bilime dair bir idrak yoksunluğundan kaynaklandığını görmek üzücü. |
N
7 ay
|
< Resime gitmek için tıklayın > Mikrokuasarların artık inanılmaz derecede yüksek enerjili fotonlar yaydığı biliniyor, bu da yalnızca uzak kuasarlardan gelen kozmik radyasyonla ilgili eski teorilere meydan okuyor ve galaktik olaylarla ilgili çalışmalarımızı değiştiriyor. Resmin Kaynağı: SciTechDaily.com Samanyolu içindeki V4641 Sagittarii gibi mikrokuasarların, daha önce yalnızca uzak (devasa) kuasarlara atfedilen enerji seviyelerine sahip fotonlar yaydığı keşfedildi. HAWC gözlemevinden gelen bu keşif, bu yerel nesnelerin kozmik radyasyona önemli ölçüde katkıda bulunabileceğini ve aktif galaktik çekirdeklerdekine benzer mekanizmaların daha yakından görülebileceğini göstermektedir. Bu durum anlayışımızı değiştirmekte ve kozmik ışın emisyonları ile jet oluşum süreçlerinin daha net ve doğrudan incelenmesine olanak sağlamaktadır. Kozmik Radyasyon Çalışmalarında Devrim Son derece yüksek enerjili elektromanyetik radyasyon sadece uzak galaksilerin aktif çekirdeklerinden çıkan jetler tarafından değil, aynı zamanda Samanyolu'muzdaki mikrokuasarlar olarak bilinen jet fırlatan nesneler tarafından da üretilmektedir. Uluslararası Yüksek İrtifa Su Çerenkov Gama Işını Gözlemevi'nden (HAWC) bilim insanlarının çığır açan bu keşfi, ultra yüksek enerjili kozmik radyasyonun nasıl oluştuğuna dair anlayışımızı önemli ölçüde değiştirerek bu fenomenlerin incelenmesinde büyük bir değişime işaret ediyor. Kozmik radyasyonun 1912'de Victor Hess tarafından keşfinden bu yana gökbilimciler, bu parçacıkları galaksimizdeki en yüksek enerjilere hızlandırmaktan sorumlu kaynakların, süpernova kalıntıları olarak bilinen büyük süpernova patlamalarının kalıntıları olduğuna inanıyorlardı. Ancak, HAWC gözlemevinden gelen yeni veriler farklı bir görüş ortaya koyuyor: mikrokuasarlar artık bu aşırı yüksek enerjili radyasyonun kaynakları olarak ortaya çıkıyor. Krakow'daki Polonya Bilimler Akademisi Nükleer Fizik Enstitüsü'nden (IFJ PAN) astrofizikçiler, Ulusal Bilim Merkezi'nden aldıkları hibe ile bu keşifte önemli bir rol oynadılar. < Resime gitmek için tıklayın > Mikrokuasar V4641 Sag'ın çevresindeki yüksek enerjili kozmik ışın kaynakları, solda bir tera-elektronvoltun üzerindeki enerjilerle, sağda - yüzlerce tera-elektronvolt. Mikrokuasarın konumu sarı bir nokta ile işaretlenmiştir. Resmin Kaynağı: IFJ PAN / HAWC HAWC'de Yüksek Enerjili Fenomenler HAWC gözlemevi, özellikle yüksek enerjilerde uzaydan gelen parçacıkları ve fotonları kaydetmek amacıyla Meksika'daki Sierra Negra yanardağının yamacına kurulmuştur. Tesis, Cherenkov radyasyonu olarak bilinen kısa süreli ışık parıltılarına duyarlı foto-çoğaltıcılarla donatılmış 300 çelik su tankından oluşmaktadır. Bu radyasyon, suda ışık hızından daha hızlı hareket eden bir parçacık tankın içine düştüğünde ortaya çıkar. HAWC tipik olarak yüzlerce giga-elektronvolt ile yüzlerce tera-elektronvolt arasında değişen enerjilere sahip gama fotonlarını yakalar. Bunlar, görünür ışık fotonlarının enerjisinden bir trilyon kata kadar daha büyük ve Büyük Hadronik Çarpıştırıcı (LHC) hızlandırıcısında hızlandırılan protonların enerjisinden bir düzineden fazla daha büyük enerjilerdir. < Resime gitmek için tıklayın > Meksika Sierra Negra yanardağının yamaçlarında bulunan Yüksek İrtifa Su Çerenkov (HAWC) gama ışını gözlemevi. Kredi: HAWC Gözlemevi Kuasarların ve Mikrokuasarların Rolü Kuasarların içindeki süper masif karadelikler, yani bazı galaksilerin aktif çekirdekleri (sayıları yüz milyonlarca güneş kütlesini bulan muazzam kütleli nesneler) kendilerini çevreleyen yığılma diskinden maddeyi süratlendirir ve absorbe eder. Bu süreç sırasında, jetler olarak adlandırılan çok dar ve çok uzun madde akımları, kara deliğin kutuplarının yakınından, dönüş ekseni boyunca her iki yöne doğru fırlatılır. Bunlar genellikle ışık hızına yakın hızlarda hareket ederek şok dalgalarına yol açar ve yüzlerce tera-elektronvolta kadar ulaşan son derece yüksek enerjili fotonlar üretilir. Diğer galaksilerin çekirdeklerinde yer alan kuasarlar bizden çok uzakta olan nesneler arasındadır: En yakını (Markarian 231) Dünya'dan 600 milyon ışık yılı uzaklıktadır. Bu durum mikrokuasarlar için geçerli değildir. Bunlar, yüzlerce ışık yılı uzunluğunda jetler yayan büyük bir yıldız ve onun madde emici kara deliğinden oluşan kompakt ikili sistemlerdir. Şimdiye kadar sadece bizim galaksimizde bu tür onlarca nesne keşfedilmiştir. Mikrokuasarların Benzeri Görülmemiş Gözlemleri “Mikrokuasarlardan tespit edilen fotonlar genellikle kuasarlardan gelenlerden çok daha düşük enerjilere sahiptir. Genellikle onlarca gigaelektronvolt mertebesinde değerlerden bahsediyoruz. Bu arada, HAWC gözlemevinin dedektörleri tarafından kaydedilen verilerde oldukça inanılmaz bir şey gözlemledik: Galaksimizde bulunan bir mikrokuasardan gelen ve normalden on binlerce kat daha yüksek enerjiler taşıyan fotonlar!” diyor Michigan Tech Üniversitesi'nden Dr. Xiaojie Wang ve Maryland Üniversitesi'nden Dr. Dezhi Huang ile birlikte anomaliyi ilk gözlemleyen Dr. Sabrina Casanova (IFJ PAN). V4641 Sagittarii'nin Önemi Enerjileri 200 tera-elektronvolt'a kadar çıkan fotonların kaynağının mikrokuasar V4641 Sagittarii (V4641 Sgr) olduğu tespit edilmiştir. Dünya'dan yaklaşık 20.000 ışık yılı uzaklıkta, Sagittarius takımyıldızının arka planında yer almaktadır. Buradaki ana rol, Güneş'in üç katı kütleye sahip yıldız devinden madde çeken yaklaşık altı güneş kütlesi kütleye sahip bir kara delik tarafından oynanmaktadır. Nesneler ortak bir kütle merkezi etrafında yörüngede dönmekte ve birbirlerinin etrafında üç günden kısa bir sürede bir kez dönmektedir. İlginç bir şekilde, V4641 Sgr sistemi tarafından yayılan jet Güneş Sistemi'ne doğru yönlendirilmiştir. Bu konfigürasyonda, Dünya merkezli bir gözlemci, jetin başlangıcındaki ve sonundaki maddenin zamanını göreceli olarak çarpıtılmış bir şekilde algılar: ön kısmı gerçekte olduğundan daha genç görünmeye başlar. Sonuç olarak, jet uzayda süperluminal hızda, mevcut durumda ışık hızının dokuz katı kadar bir hızda yayılıyor gibi görünür (rölativistik jet olgusu). “Önemli bir şekilde, V4641 Sgr mikrokuasarının tek olmadığı ortaya çıktı. Son derece enerjik fotonlar bu arada sadece bundan değil, LHAASO Gözlemevi tarafından tespit edilen diğer mikrokuasarlardan da tespit edildi. Bu nedenle mikrokuasarların galaksimizdeki en yüksek enerjilerdeki kozmik ışın radyasyonuna önemli ölçüde katkıda bulunması muhtemel görünüyor” diye ekliyor Dr. Casanova. Sonuç: Astrofizikte Yeni Bir Dönem Bu son keşif sadece kozmik ışın bilimcilerini ilgilendirmiyor. Dünya'dan nispeten küçük bir mesafede, jet oluşumu ve ultra enerjik foton üretimi mekanizmalarının, kara deliğin kütlesine uygun şekilde ölçeklendirilmiş aktif, uzak galaksilerin çekirdeklerindekilere benzer şekilde iş başında olması gerektiğini kanıtlıyor. Mikrokuasarlardaki bu süreçler çok daha "insan dostu" bir zaman ölçeğinde gerçekleşir - yüz binlerce veya milyonlarca yıl kapsamında değil, günler kapsamında. Dahası, mikrokuasarlar tarafından yayılan fotonlar, her yerde bulunan kozmik arka plan radyasyonunun fotonlarıyla etkileşimler sırasında saçılabilecekleri veya emilebilecekleri kozmik boşluğun milyonlarca ışık yılı boyunca yol almak zorunda değildir. Tüm bunlar, astrofizikçilerin ilk kez galaksilerin evrimi için hayati önem taşıyan süreçlerin kapsamlı ve neredeyse hiç bozulmamış gözlemlerini yapma becerisi kazandıkları anlamına geliyor. Çevrilen Kaynak: Astrophysical Shock: Near-Earth Microquasar Unleashes Extreme Cosmic Radiation Orijinal Çalışma:
Ultra-high-energy gamma-ray bubble around microquasar V4641 Sgr | Nature |
N
7 ay
|
< Resime gitmek için tıklayın > İlk kez kuarklar ve gluonlar, şimdiye kadar proton ve nötronların varlığıyla açıklanan atom çekirdeğinin özelliklerini tanımlamak için kullanıldı. Geçici korelasyonlu nükleon çifti mor renkle vurgulanmıştır. Resmin Kaynağı: IFJ PAN Atom çekirdeği, gluonlar tarafından bağlanmış kuarkların etkileşimi yoluyla vuku bulan parçacıklar olan proton ve nötronlardan meydana gelir. Bu nedenle, atom çekirdeğinin şimdiye kadar nükleer deneylerde gözlemlenen tüm özelliklerini sadece kuarklar ve gluonlar kullanarak yeniden üretmek zor olmasa gerek. Fakat uluslararası bir fizikçi ekibi bunu ancak şimdi başarabilmiştir. Atom çekirdeğinin ana bileşenleri olan proton ve nötronların keşfinden bu yana neredeyse bir asır geçti. Başlangıçta bu yeni parçacıkların bölünemez olduğu düşünülüyordu. Ancak 1960'larda, yeterince yüksek enerjilerde proton ve nötronların iç yapılarını - yani gluonlar tarafından sürekli bir arada tutulan kuarkların varlığını - ortaya çıkaracaklarına dair bir öneri ortaya atıldı. Kısa bir süre sonra kuarkların varlığı deneysel olarak doğrulandı. Bu nedenle, aradan onlarca yıl geçmesine rağmen, hiç kimsenin atom çekirdeğinde sadece proton ve nötronların görülebildiği düşük enerjilerde yapılan nükleer deneylerin sonuçlarını kuark-gluon modelleriyle yeniden üretememiş olması şaşırtıcı görünebilir. Uzun süredir devam eden bu çıkmaz, Physical Review Letters'da yayınlanan bir makaleyle ancak şimdi kırıldı. Makalenin başlıca yazarları kuark-gluon dağılımları üzerine çalışan uluslararası nCTEQ işbirliğinden bilim insanlarıdır. Polonya Bilimler Akademisi Nükleer Fizik Bölümü'nden (IFJ PAN) araştırmaya katılan üç teorisyenden biri olan Dr. Aleksander Kusina “Şimdiye kadar atom çekirdeğinin biri düşük enerjilerde görebildiğimiz proton ve nötronlara, diğeri ise yüksek enerjiler için kuark ve gluonlara dayanan iki paralel tanımı vardı. Çalışmamızda, şimdiye kadar birbirinden ayrı olan bu iki dünyayı bir araya getirmeyi başardık” diyor. İnsanlar çevrelerini görebilirler çünkü daha önce çevremizdeki nesneleri oluşturan atom ve moleküllerle etkileşime girerek saçılmış fotonları kaydetmek için doğuştan gelen dedektörleri (gözler) kullanırlar. Fizikçiler de atom çekirdekleri hakkında benzer bir yolla bilgi edinirler: onları daha küçük parçacıklarla çarpıştırırlar ve çarpışmaların sonuçlarını titizlikle analiz ederler. Ancak pratik nedenlerden dolayı elektriksel olarak nötr fotonları değil, yük taşıyan temel parçacıkları, genellikle elektronları kullanırlar. Deneyler, elektronlar nispeten düşük enerjilere sahip olduğunda atom çekirdeklerinin nükleonlardan (yani proton ve nötronlardan) oluşuyormuş gibi davrandığını, yüksek enerjilerde ise atom çekirdeklerinin içinde partonların (yani kuark ve gluonların) “görünür” olduğunu gösteriyor. < Resime gitmek için tıklayın > Atom Çekirdeğinin Nükleonik Parçacıklı Gösterimi, Resmin kaynağı: Nucleus – Protons and Neutrons - ppt download < Resime gitmek için tıklayın > Nükleonların Yapısının Modellemesi, Resmin Kaynağı: Bill Wurtz – history of the entire world, i guess | Genius < Resime gitmek için tıklayın > Kuarklar ve Gluon Etkileşiminin Gösterimi, Resmin Kaynağı: Quantum Physics - Subatomic particles - HubPages Atom çekirdeklerinin elektronlarla çarpışmasının sonuçları, düşük enerjili çarpışmaları tanımlamak için yalnızca nükleonların ve yüksek enerjili çarpışmalar için yalnızca partonların varlığını varsayan modeller kullanılarak oldukça iyi bir şekilde yeniden üretilmiştir. Ancak, şimdiye kadar bu iki açıklama tutarlı bir resim halinde birleştirilememiştir. IFJ PAN'dan fizikçiler çalışmalarında, Cenevre'deki CERN laboratuvarındaki LHC hızlandırıcısında toplananlar da dahil olmak üzere yüksek enerjili çarpışmalarla ilgili verileri kullandılar. Temel amaç, şu anda parton dağılım fonksiyonları (PDF'ler) ile tanımlanan atom çekirdeklerinin partonik yapısını yüksek enerjilerde incelemekti. Bu fonksiyonlar, kuark ve gluonların proton ve nötronların içinde ve atom çekirdeği boyunca nasıl dağıldığını haritalamak için kullanılır. Atom çekirdeği için PDF fonksiyonları ile, çekirdekle bir elektron veya proton çarpışmasında belirli bir parçacığın oluşma olasılığı gibi deneysel olarak ölçülebilir parametreleri belirlemek mümkündür. Teorik açıdan bakıldığında, bu makalede önerilen yeniliğin özü, proton ve nötronların güçlü bir şekilde etkileşen nükleon çiftleri (proton-nötron, proton-proton ve nötron-nötron) halinde birleştiğinin varsayıldığı düşük enerjili çarpışmaları tanımlamak için kullanılan nükleer modellerden esinlenen parton dağılım fonksiyonlarının ustaca genişletilmesidir. Bu yeni yaklaşım, araştırmacıların incelenen 18 atom çekirdeği için atom çekirdeklerindeki parton dağılım fonksiyonlarını, korelasyonlu nükleon çiftlerindeki parton dağılımlarını ve hatta bu tür korelasyonlu çiftlerin sayılarını belirlemelerini sağladı. Sonuçlar, düşük enerji deneylerinden bilinen korelasyonlu çiftlerin çoğunun proton-nötron çifti olduğu gözlemini doğruladı (bu sonuç özellikle altın veya kurşun gibi ağır çekirdekler için ilginçtir). Bu makalede önerilen yaklaşımın bir diğer avantajı da atom çekirdeklerindeki parton dağılımlarını belirlemek için kullanılan geleneksel yöntemlere kıyasla deneysel verilerin daha iyi tanımlanmasını sağlamasıdır. “Modelimizde, belirli nükleonların eşleşmesi olgusunu simüle etmek için iyileştirmeler yaptık. Çünkü bu etkinin parton düzeyinde de geçerli olabileceğini fark ettik. İlginç bir şekilde bu, teorik açıklamanın kavramsal olarak basitleştirilmesine olanak sağladı ve bu da gelecekte tek tek atom çekirdekleri için parton dağılımlarını daha hassas bir şekilde incelememizi sağlayacak” diye açıklıyor Dr. Kusina. Teorik tahminler ve deneysel veriler arasındaki uyum, parton modeli ve yüksek enerji bölgesinden elde edilen veriler kullanılarak, şimdiye kadar yalnızca nükleonik tanımlama ve düşük enerjili çarpışmalardan elde edilen verilerle açıklanan atom çekirdeklerinin davranışını yeniden üretmenin ilk kez mümkün olduğu anlamına geliyor. Açıklanan çalışmaların sonuçları, atom çekirdeğinin yapısının daha iyi anlaşılması, yüksek ve düşük enerji yönlerinin birleştirilmesi için yeni perspektifler açmaktadır. Çevrilen Kaynak: First coherent picture of an atomic nucleus made of quarks and gluons Orijinal Çalışma:
Phys. Rev. Lett. 133, 152502 (2024) - Modification of Quark-Gluon Distributions in Nuclei by Correlated Nucleon Pairs Modification of Quark-Gluon Distributions in Nuclei by Correlated Nucleon Pairs |
N
7 ay
|
https://m.imdb.com/title/tt8864596/ Bu filmin ana konusunu bölümde görmediğim için bu konuyu açtım. Beklediğimden daha iyi çıktı. https://forum.donanimhaber.com/mesaj/yonlen/159777674 |
DH Mobil uygulaması ile devam edin.
Mobil tarayıcınız ile mümkün olanların yanı sıra, birçok yeni ve faydalı özelliğe erişin.
Gizle ve güncelleme çıkana kadar tekrar gösterme.
Çığır açan bir çalışma, kara deliklerin tekillikler olmadan da var olabileceğini göstererek egzotik madde ihtiyacını ortadan kaldırıyor. Yeni kuantum yerçekimi düzeltmelerine dayanan bu keşif, kara delik oluşumunun daha doğal bir açıklamasını sunuyor ve termodinamik yasalarla uyum gösteriyor. Kaynak: SciTechDaily.com
Bilim insanları, fiziğin çöktüğü gizemli tekillikler olmadan kara delikler yaratmanın yeni bir yolunu keşfettiler.
Egzotik madde varsayımı yerine saf kütleçekimini kullanan yeni model, önceki teorilere meydan okuyor ve bizi uzay-zamanın gerçek doğasını anlamaya yaklaştırıyor. Bu buluş sadece kara delik oluşum koşullarını basitleştirmekle kalmıyor, aynı zamanda termodinamiğin temel yasalarıyla da uyum sağlıyor. Araştırma yeni astrofiziksel uygulamalara kapı açıyor ve nihayetinde evrenin tekilliklerin oluşmasını nasıl engellediğini ortaya çıkarabilir.
Tekillikleri Olmayan Kara Delikler
Albert Einstein'ın Genel Görelilik Teorisi tarafından tanımlanan kara deliklerin, fizik kurallarının artık geçerli olmadığı matematiksel noktalar olan tekillikler içerdiği düşünülmektedir. Bu tekilliklerin kuantum kütleçekimi çerçevesinde nasıl çözülebileceğini anlamak teorik fizikteki en büyük zorluklardan biri olmaya devam etmektedir.
Ancak yakın zaman içerisinde Barselona Üniversitesi Kainat Bilimleri Enstitüsü'nden (ICCUB) araştırmacılar çığır açan bir keşif yapmış olabilirler. İlk kez, kara deliklerin önceki bazı tekilliksiz modellerin dayandığı bir bileşen olan egzotik maddeye ihtiyaç duymadan, sadece kütleçekimsel etkilerle oluşabileceğini gösterdiler.
Physics Letters B'de yayınlanan bu kuramsal bulgu, kütleçekiminin kuantum doğasına dair yeni bilgiler sunuyor ve uzay-zamanın gerçek yapısına dair anlayışımızı yeniden şekillendirebilir.
< Resime gitmek için tıklayın >
Soldan sağa, Barselona Üniversitesi Kainat Bilimleri Enstitüsü'nden (ICCUB) uzmanlar Pablo Cano ve Pablo Bueno. Kaynak: Barselona Üniversitesi
Egzotik Maddeye İhtiyaç Olmayabilir
Egzotik madde terimi, sıradan maddede bulunmayan olağandışı özelliklere sahip bir madde türünü ifade eder. Genellikle negatif enerji yoğunluğuna sahiptir, itici yerçekimi etkileri yaratır ve genel görelilikteki belirli enerji koşullarını ihlal edebilir. Egzotik madde büyük ölçüde teoriktir ve doğada gözlemlenmemiştir, ancak solucan delikleri, ışıktan daha hızlı seyahat ve kara delik tekilliklerinin çözümü gibi kavramları keşfetmek için modellerde kullanılır.
Yeni çalışma, sonsuz sayıda yüksek dereceli kütleçekimsel düzeltmenin bu tekillikleri ortadan kaldırabileceğini ve tekilliksiz anlamında normal kara deliklerle (regular black holes) sonuçlanabileceğini matematiksel olarak göstermektedir.
< Resime gitmek için tıklayın >
Saf Yerçekimi ve Normal Kara Delikler
Egzotik madde gerektiren önceki modellerin aksine, bu yeni çalışma saf kütleçekiminin - ek madde alanlarına başvurmadan - tekillikler barındırmayan normal kara delikler oluşturabileceğini ortaya koyuyor.
Bu keşif, önceki teorilerden önemli bir sapmayı temsil ediyor ve normal kara delikler için gerekli koşulları basitleştiriyor.
Fizik Fakültesi ve ICCUB Kuantum Fiziği ve Astrofizik Bölümü'nden araştırmacı Pablo A. Cano, “Modelimizin güzel tarafı, yalnızca kuantum kütleçekimi tarafından doğal olarak öngörülen Einstein denklemlerinin modifikasyonlarına dayanmasıdır. Başka hiçbir bileşene ihtiyaç yok” diyor
ICCUB ekibi tarafından kullanılan teoriler, beşten büyük veya beşe eşit herhangi bir uzay-zaman boyutuna uygulanabilir. “Daha yüksek uzay-zaman boyutlarını dikkate almamızın nedeni tamamen teknik” diyor Cano, ”çünkü bu, problemin matematiksel karmaşıklığını azaltmamızı sağlıyor.” Ancak araştırmacılar “aynı sonuçların bizim dört boyutlu uzay-zamanımız için de geçerli olması gerektiğini” söylüyorlar.
Tekilliklerin Gizemini Çözmek
Robie Hennigar “Çoğu bilim insanı genel göreliliğin tekilliklerinin nihayetinde çözülmesi gerektiği konusunda hemfikir, ancak bu sürecin nasıl başarılabileceği konusunda çok az şey biliyoruz. Çalışmamız, belirli simetri varsayımlarından yola çıksa da, bunu sağlam bir şekilde başarmak için ilk mekanizmayı sağlıyor,” diye açıklıyor. Hennigar, “Doğanın evrende tekilliklerin oluşumunu nasıl engellediği henüz net değil, ancak modelimizin bu süreci daha iyi anlamamıza yardımcı olacağını umuyoruz” şeklinde tamamlıyor.
< Resime gitmek için tıklayın >
Barselona Üniversitesi Kainat Bilimleri Enstitüsü'nden (ICCUB) uzman Robie Hennigar. Kaynak: Memorial Üniversitesi Gazetesi
Termodinamik ve Astrofiziksel Anlayışlar
Çalışma ayrıca bu tanımladıkları normal kara deliklerin termodinamik özelliklerini araştırmakta ve termodinamiğin birinci yasasına uyduklarını ortaya koymaktadır. Geliştirilen teoriler, kara deliklerin termodinamiğini tamamen evrensel ve kesin bir şekilde anlamak için sağlam bir çerçeve sağlamaktadır. Bu tutarlılık, bulgulara güvenilirlik ve potansiyel uygulanabilirlik katıyor.
Araştırmacılar çalışmalarını dört boyutlu uzay zamana empirik anlamda genişletmeyi ve bulgularının çeşitli astrofiziksel senaryolardaki etkilerini araştırmayı planlıyor. Ayrıca bu normalleştirilmiş kara deliklerin kararlılığını ve olası gözlemsel imzalarını da araştırmayı amaçlıyorlar.
“Bu teoriler sadece tekillik içermeyen kara delikleri öngörmekle kalmıyor, aynı zamanda bu nesnelerin nasıl oluştuğunu ve bir kara deliğe düşen maddenin kaderinin ne olduğunu anlamamızı sağlıyor. Halihazırda bu sorular üzerinde çalışıyoruz ve gerçekten heyecan verici sonuçlar bulmayı umuyoruz,” diye sözlerini tamamlıyor Cano.
Çevrilen Haber Kaynağı:
No More Singularities? Quantum Gravity Could Finally Solve the Black Hole Mystery
Orijinal Çalışma:
Regular black holes from pure gravity - ScienceDirect