Featured Video Play Icon

ANTİMADDE: Sınırsız Gücün Anahtarı

Nasıl varız? Neden değil. Nasıl oluyor da biz, tüm maddeler, gezegenler… Her şey nasıl oluyor da var oluyor?

Çünkü teoriye göre. Fiziğe, matematiğe… Nereye bakarsanız bakın. Var olmamamız gerekiyor.

Çünkü enerji dediğimiz şey aslında yok edici bir etkileşimin sonucu. İkiz kardeşlerin, bir arada bulunamayan, bir araya gelemeyen, geldiğinde birbirini yok eden ikiz güçlerin sonucu. Ve bu mantıkla bu karşıt güçlerin birbirini yok etmesi gerekiyordu. Ve maddenin ve her şeyin de var olmaması…

Peki. Neden bahsediyoruz?

Aslında obsesif ve sıradışı bir dâhinin çılgın bir bulgusundan.

Paul Dirac’tan bahsediyoruz. Adına “Strangest Man” yani En Sıradışı İnsan isminde bir kitap bulunan ve gerçekten de bir bulgusu ile fizik dünyasını alt üst eden adamdan. Maddenin ölümcül ikizinden. Antimaddeden bahsediyoruz…

 Dirac’ın bulgusunu ve bu antimaddenin ne olduğunu anlamak için biraz geçmişe gitmemiz gerekiyor. Yaklaşık 13.8 milyar yıl öncesine. Büyük patlamaya. O ana bir kameramız olsaydı ve yakınlaşabilseydik göreceğimiz sadece bir enerji yumağı olurdu. Hiçbir maddenin, hiçbir atomun, hiçbir şeyin, ışığın bile var olmadığı bir enerji demeti. Tüm evreni ve olası başka evrenleri ortaya çıkaran inanılmaz bir enerji birikimi. Sonra. Saniyenin trilyonda biri gibi bir sürede atomdan daha küçük bir oluşumdan bir portakal büyüklüğüne erişiyor. Evren bir anda var oluyor… Yaklaşık 1 dakika sonra ise güneş sistemimizden daha büyük hale geliyor. Bu sürede genişledikçe soğuyor. Soğudukça ise sayısız atom altı parçacıklar ortaya çıkıyor.

Ve işte hikayede burada başlıyor…

Bu süreçte ortaya çıkan atom altı parçacıkların yarısı bildiğimiz maddeyi oluşturan “maddeler”, diğer yarısı ise işte ölümcül ikizi. “Antimadde”…

Paul Dirac da bu noktada devreye giriyor. Biz bu antimaddeden 1928 yılına kadar haberdar bile değildik. Maddeyi biliyorduk, atomları, elektronları, protonları, nötronları. Ama o kadar. Yani zaten görebildiğimiz ve test edebildiğimiz olguları kabul etmekten daha normal bir şey de yok.

Fakat.

Paul Dirac elektron gibi parçacıkların ışık hızına yaklaştığında nasıl davrandığını hesaplarken ortaya inanılmaz basit ancak bir o kadar kapsamlı bir denklem çıkarıyor. Ancak işler burada karışıyor.

Bir soru düşünün. Ve bu sorunun 2 farklı cevabı olduğunu. Bir hesaplıyorsunuz sonuç 10 çıkıyor. Doğru. Bir daha hesaplıyorsunuz. Cevap 500. O da doğru. İşte Dirac’ın denklemi de böyleydi. İki farklı cevap çıkıyordu. İki farklı sonuç. Ve ikisi de doğru.

İlk sonuçta Dirac’ın denklemi bir elektronu açıklıyordu. Bildiğimiz. Negatif yüklü bir elektron. Diğer sonuç ise işte o garipti. Olmayan bir şeyi, olamayacak bir şeyi açıklıyordu.

Böyle bir durumda siz ne düşünürdünüz? Muhtemelen bir yerde hata yaptım. Formülüm yanlış diye düşünebilirsiniz.

Ki Dirac da böyle düşünüyor. Tam 3 yılını alıyor bu formül üzerinde çalışması. Daha doğrusu cesaretini toplayıp insanlara “yahu ben böyle bir şey buldum” demesi 3 yıl sürüyor. Çünkü ne yaparsa yapsın sonuç tek bir şeyi işaret ediyordu.

Antimaddeyi.

Yani. İlk çözüm bir elektrondu. Diğeri ise bir anti-elektron. Elektronun neredeyse aynısı. Aynı kütleye, aynı spine yani dönüşe sahip fakat elektrik yükü farklıydı. Elektron bildiğiniz gibi negatif yüklüdür. Bu anti-elektronun yükü ise pozitifti. Elektron. Aynısı. Fakat. Pozitif yüklü… O yüzden de Pozitron diyoruz buna.

Nasıl yani?

Durun. Daha bitmedi.

Dirac’ın denklemi işleri iyice karıştırıyordu. Diyordu ki. Bu sadece elektron için değil. Tüm parçacıklar için geçerli. Kuarklar varsa anti-kuarklar da var. E kuarklar protonları oluşturuyor. Bu durumda protonlar varsa anti-protonlar da olmalıydı. Daha da bitmedi.

Elektronlar ve protonlar da atomların temel parçacıkları ise. Atomları oluşturuyorsa.

Evet. O zaman atom varsa. Anti-atom da olmalı…

E o zaman…

Evet. Atom maddeyi oluşturuyorsa. Madde varsa. Anti madde de olmalıydı.

Bu şu anlama geliyordu. Kanıtlanması durumunda. O zamana kadar bildiğimiz parçacıkların sayısı ikiye katlanacaktı.

Ve sadece 4 yıl sonra, 1932 yılında Carl Anderson bu fotoğrafı çekecekti.

Burada gördüğünüz de her şeyiyle bir elektrondu. Fakat. Pozitif yüklüydü.

Evet. Anti-maddenin fotoğrafı çekilmiş, Dirac’ın sıradışı teorisi kanıtlanmıştı artık.

Bu durumda büyük, çok büyük bir soru ortaya çıkıyor. Madde nasıl oluyor da oluyor? Nasıl oluyor da biz varız?

Bu bir felsefe, bir varoluşsal bir soru değil…

Çünkü. Madde ve anti-madde bir araya geldiğinde ne oluyor biliyor musunuz?

Birbirlerini yok ediyor. Birbirlerinin varlığını sona erdiriyor.

Peki mantık olarak büyük patlama sonrasında eşit miktarda madde ve antimadde oluştuğunu varsayarsak ki en mantıklısı da bu. Bu durumda tüm madde anti-maddeyle etkileşime girerek yok olmalıydı. Evrende hiçbir şey olmamalıydı. Sadece enerji olmalıydı.

Peki ne oldu?

Bilmiyoruz. Yani. Bazı teoriler mevcut.

Bunlardan biri şu.

Bazı bilim insanlarına göre madde ile anti-madde en baştan ayrıldılar ve anti-madde dediğimiz güç hala orada bir yerde. Ve bu anti-madde de anti-gezegenler, anti-yıldızlar ve anti-galaksilerden oluşan bir evrende ya da evrenlerde varlığını sürdürüyor.

Diğer bir teori ise yine en başta, büyük patlama sonrasında madde ile anti-madde arasında ufacık bir dengesizlik olduğu yönünde.

Yani madde antimaddeden bir tık daha fazlaydı. Hatta bir oran da veriyorlar. Milyarda 1. Yani her bir milyarlık antiprotona karşı 1 milyar artı 1 proton vardı. Ve bu geriye kalan milyarda birlik madde de işte bugün gördüğümüz her şeyi, evreni oluşturmaya yetti.

Ve bu bulgunun arkasındaki sihir de, yani Dirac’ın formülü de şuna benziyor. Bir çoğumuz için anlamsız sembollerden başkası değil değil mi? Ama izlediğim bir konferansta bu tip fizik formülleri için şu benzetme yapılıyor.  Misal Beethoven’ın 9. Senfonisinin notalarına baktığımızda yine birçoğumuz için yine anlamsız sembollerden ibaret. Fakat bu notaları anlayan biri bunu bir enstrümanla icra ettiğinde o melodiyi duymak herkes için inanılmaz bir histir değil mi? O güzelliği takdir etmek için Beethoven olmaya gerek yok. Sonucu gördüğümüzde hissettiklerimiz de bir o kadar önemlidir aslında. Bilim insanlarının, akademisyenlerin ve öğretmenlerin de yapması gereken budur aslında. Herkesin duyabileceği, takdir edebileceği bir melodi ortaya koymak ki bilimin o güzelliğini hepimiz takdir edebilelim.

Neyse. İşte bu denklem de aynı onun gibi. Uygulandığında ortaya çıkan şey çok güzel bir melodi ortaya çıkarıyor. Antimaddenin senfonisi…

Bu arada bu denklem genel görelilik ve kuantum mekaniğinin ilk birleşimi olarak da görülmektedir. Tıpkı kuantum süperpozisyonu gibi. Bir soru ve iki doğru cevap. İkisi de aynı anda doğru olan iki cevap.

Dirac’ın şaşkınlığını da tekrar anlayabiliriz burada sanırım. Ortaya yepyeni bir evren çıkarıyorsunuz. Yepyeni bir evren buluyorsunuz.

Şimdi. Kanıtlara tekrar gelirsek. Antimadde büyük patlamada kaybolup gitti mi? Hayır. Madde ve antimadde ilk başta ortaya çıkan bir enerjinin sonucuydu. Ve enerji söz konusu olduğunda madde ve antimadde her zaman oluşabilir. Ve bu noktada kim giriyor devreye? Elbette Albert Einstein ve ünlü formülü E=mc2’nin güzelliği. Hatırlayın. Bu denklem ne diyordu? Enerji eşittir kütle. Kütle de eşittir enerji. Yani enerjiyi maddeye dönüştürebiliriz. Bu durumda ortaya bir madde ve bir de antimadde çıkıyor. Fakat bu denkleme göre maddeyi de enerjiye dönüştürebiliyoruz. Bunu nasıl yapıyoruz peki? Evet. Antimadde ile maddeyi birleştirerek. Birbirlerini yok ettiklerinde ortaya enerji çıkıyor. İşte burada işler çılgınlaşıyor. Işık hızının karesi devreye giriyor. Bu şu anlama geliyor. Çok küçük bir maddeyi enerjiye dönüştürdüğünüzde ortaya inanılmaz bir enerji çıkıyor. Bir videomda da verdiğim örnekte olduğu gibi tek bir atacı oluşturan atomları antiatomlarla bir araya getirdiğinizde bir atom bombasına eşdeğer bir güç ortaya çıkıyor.

Bu dev enerji potansiyeli ise bilimsel bir gerçek olmasına rağmen bilim kurgunun da konusu olmuştur haliyle. Melekler ve Şeytanlar isimli kitapta hatırlayın Vatikan’ı bir antimadde bombasından kurtarmaya çalışıyorlardı.

Star Trek’te de Enterprise uzay gemisi ışıktan hızlı hareket etmek için antimadde gücü kullanıyordu. Ama işte bu sadece bilim kurgu değil. Bir gerçeklik. Yani antimaddeyi oluşturup saklayabilseydik ve kullanabilseydik neler olabileceğini bir düşünün?

Hatta sayılarla ve bazı ilginç gerçeklerle konuşalım…

 Antimadde dediğimiz gibi madde ile birlikte varolup anında birbirini yok eden bir oluşum, çok kısa sürelerle var olduğu için de yakalanması ve saklanması çok zor. Bunun yanında muz, evet bildiğiniz muz da antimadde üretir.   Muzda çok küçük miktarda potasyum-40 bulunur ve bu bozunurken 75 dakikada bir bir pozitron çıkarır. Biz de öyle. İnsan bedeninde de potasyum-40 mevcuttur ve biz de antimadde üretiyoruz. Ama dediğim gibi madde ile etkileşime girdiği anda yok olduğu için fark etmiyoruz.

Bununla birlikte bahsettiğimiz devasa enerjiyi elde edebilmek elbette tüm insanlığa seviye atlatabilecek bir olay. Bu nedenle farklı laboratuvarlarda antimadde yakalanmaya çalışılıyor. Fakat bugüne kadar Fermilab, CERN ve Almanya’daki DESY gibi merkezlerde toplamda 18 nanogram, yani bir gramın milyarda 18’i kadar üretilebildi. Bu da ancak evinizdeki ampulleri yakabilecek bir enerji demek.

Kaldı ki bu çalışmalar inanılmaz pahalı. 1 gramlık bir antimadde üretebilmek için trilyonlarca dolar yatırım gerekiyor.

Bir de nötrinolar söz konusu. Garip parçacıklar. Bu parçacıkların anti-maddesi henüz keşfedilmedi. Yani teoriye göre nötrinoların antimaddeleri de kendileri. Çünkü yükleri yok bu parçacıkların. Büyük patlamadan sonra ortaya çıkan madde-antimadde asimetrisine de bu parçacıkların neden olduğu düşünülüyor.

Fakat gördüğünüz üzere işimiz çok zor. İnanılmaz bir güç, görünmeyen bir güç söz konusu. Bunu yakalamaya çalışıyoruz ama olmuyor. Ne yaparsak yapalım olmuyor. Fakat bunun bir yolu bulunduğunda. Antimadde üretip, saklayıp kullanabilecek seviyelere gelirsek olabilecekleri tahmin edebiliyor musunuz?

Yıldızlararası seyahatler, sonsuz enerji, sonsuz verimlilik ve sonsuz bir güç…

Fakat bu gücü kimler, ne için kullanır, işte orası ayrı bir muamma.

Burada yine insan ırkının en derin, korkunç içgüdülerinin yeterince köreldiğine güvenmek durumundayız.

Çünkü bilimin bir suçu yok. Hiçbir suçu yok. Söz konusu onu kullananların amacının ne olduğudur.

Bu konuda daha konuşacak çok şey var elbette ve ileride hepsine farklı videolarda değineceğiz. Kara deliklere devam etmeden bu konuyu bir netleştirmek gerekiyordu çünkü yavaştan kuantum fiziğinin de tıkandığı, geçerliliğini yitirdiği yerlere doğru gidiyoruz. Fakat.

Bitirmeden bir soru… Bir gün antimadde santralleri kurulduğunda, elimizde bahsettiğimiz korkunç enerji potansiyeli olduğunda bizi nasıl bir senaryo bekliyor? İnsan ırkı seviye atlayıp yıldızlararası bir ırk olma yoluna mı gidecek yoksa kendi kendimizi yok eder miyiz? Fikirlerinizi merak ediyorum. Yorumlarda konuşalım.

Ve her zaman olduğu gibi…

Tekrar görüşene dek.

İyi ki varsınız!

Sevgiler!

Kaynaklar:

What is Antimatter? | Live Science

Antimatter mysteries 1: Where is all the antimatter? | New Scientist

Do Neutrinos Explain Matter-Antimatter Asymmetry? | Quanta Magazine

Ten things you might not know about antimatter | symmetry magazine

Fermi Catches Antimatter-Hurling Storms | NASA

The five greatest mysteries of antimatter | New Scientist

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir