Varsayımsal Kütleçekim Parçacığı: Graviton

Graviton

Kütle çekim için varsayımsal olan ve ışık hızında hareket ettiği düşünülen atomaltı parçacıklara “Graviton” denir. Gravitonlara kütle çekim kuvvetini ilettiği varsayılan sanal parçacıklar olarak da tanımlamak da mümkündür. Bildiğimiz gibi fotonlar, ışığın temel birimi olup elektromanyetik radyasyon dalgalarını içeren ve elektromanyetik kuvvetin kuvvet taşıyıcısı olan küçük parçacıklardır. Güçlü nükleer kuvvetlerde ise bu parçacıklar gluonlardır. Gluonlar, kuarklar arasındaki etkileşimi sağlayan parçacıklardır. Gravitonların, fotonların elektromanyetik kuvveti taşımasına benzer bir şekilde kütle çekim kuvvetini taşıdığı düşünülmektedir. Işık ışınlarının iyi huylu bir foton koleksiyonuolarak resmedilebilmesi gibi, kütle çekim dalgalarının -uzay-zamanda şiddetli kozmik süreçler tarafından yaratılan dalgalanmaların- gravitonlardan oluştuğu düşünülmektedir. Einstein’a göre madde, etrafındaki uzayın ve zamanın dokusunu bozarak çekici bir kuvvet alanı etkisi yaratır. Ancak kuantum teorisi, tüm kuvvetleri, bir yerden bir yere uçuşan sözde “Değişim parçacıkları” cinsinden tanımlar.

Spin’i (Dönüş momentumu) iki olan gravitonların gözlemlenememesinin sebeplerinden biri, kütle çekimin ekstrem derecede zayıf olmasıdır. Kütle çekim ayrıca doğadaki dört temel kuvvet (Zayıf nükleer kuvvet, elektromanyetik kuvvet, güçlü nükleer kuvvet ve kütle çekim kuvveti) içerisinde de en zayıf olanıdır. Bu kadar zayıf olan yer çekimine rağmen Dünya’ya tutunabilmemizin sebebi, Dünya’nın bu parçacıklardan çok fazla yaymasıdır. Kütle çekimin ve dolayısıyla da yer çekiminin bu kadar zayıf olmasının nedeni ise muhtemelen yayılabilecekleri ekstra alanlara sahip oluşlarıdır.

Kuantum teorisi, kütle çekimin etkin bir şekilde sonsuz bir menzili olduğu için gravitonun inanılmaz derecede düşük bir kütleye sahip olması gerektiğini öngörür. Çarpışan kara deliklerden gelen yer çekimi dalgaları çalışmaları, gravitonun elektrondan bile en az bir milyar olmak üzere, milyar milyar kat daha hafif olması gerektiğini gösteriyor. Bu sırada Physics World, bir araştırma ekibinin, graviton kütlesine maksimum bir sınır belirlemek için gezegenlerin hareketlerini kullandığını bildirdi. Araştırmaya göre Güneş sisteminin son 100 yılı aşkın süredir gözlemleri, gravitonların kütlesinin, kesin olarak bildiğimiz en az kütleli parçacık olan bir nötrino kütlesinden trilyon trilyon kat daha az olması gerektiğini gösteriyor.

Fizikçiler, şu an İsviçre’deki Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi’nde (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, CERN) bulunan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı gibi devasa parçacık hızlandırıcılarıyla graviton gibi parçacıkları bulmak için hâlen çaba sarf ediyorlar. Örneğin 1998 yılında “Üst kuark” adlı bir dörtlü atomaltı parçacık bulundu. Bir protondan küçük olduğu halde tungsten atomundan ağır olan üst kuarkların bu dörtlü oluşumunun şimdiye kadar bilinen en ağır atom altı parçacık ve en ağır özkütleli madde olduğu kaydedildi. Üst kuarklar gibi herhangi bir türde graviton bularak başarılı kuantum fiziği kütle çekim projeleri tasarlamak modern fiziğin bilgi dağarcığını geliştirecek ve sonraki keşif ve icatların önünü açacaktır.

Kaynaklar

• Nova(Fizik ve matematik üzerinden gravitonlar)
• Now.NorthropGrumman(Dünya’ı yuvarlak yapan kuantum parçacığı)
• Science Focus(Teorik fizikte graviton)
• QuantaMagazine(Genel görelelik teorisi ve kuantum mekaniği ilişkisi üzerinden graviton)
• KBT Bilim Sitesi(Graviton nedir?)
• Khosann(Graviton-karanlık madde ilişkisi)
• WikipediaTR(Graviton nedir?)