Prof. Dr. Erkcan Özcan: “Fizik yasaları değişiyor yorumu için erken”

ABD’deki Fermi Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı (Fermilab), 7 Nisan’da Twitter hesabı üzerinden yaptıkları deneylerle bildiğimiz fizik yasalarının değişebileceğine dair kanıtların güçlendiğini açıkladı. Bu açıklama yüksek enerjili parçacık deneylerinin sonuçlarını açıklayan Standart Model’in doğru olmayabileceği ve yeni fizik kanunlarının, yeni parçacıkların ve şimdiye kadar görmediğimiz yeni bir kuvvetin var olabileceği şeklinde yorumlanarak bilim dünyasında ve toplumda heyecan yarattı. Ancak Boğaziçi Üniversitesi Fizik Bölümü öğretim üyesi Prof. Dr. Erkcan Özcan, Model ile deney sonuçları arasındaki uyuşmazlığın yeni bir kuvvetin varlığından değil, kuramsal hesaplamalarda yapılan bir hatadan da kaynaklanmış olabileceğine dikkat çekiyor.

Çevremizdeki tüm hareketleri açıklayan fizik yasaları tüm etkileşimleri kütle çekim, elektromanyetizma, baskın ve zayıf nükleer olarak dörde ayırıyor. Ancak atomdan bile küçük yapı taşları da bulunuyor ve bu yapı taşlarından bazıları daha küçük bileşenlere ayrılabilirken bazıları ise ayrılamıyor. Kozmik ışınların Dünya atmosferine çarpması sonucu oluşan “müon” isimli parçacıklar da daha küçük bileşenlere ayrılamayan atom altı parçacıklar arasında. Prof. Dr. Erkcan Özcan, elektrondan 200 kat daha ağır bu parçacığın “ağır elektronlar” gibi düşünülebileceğini ve kendisinden daha hafif olan elektronla karşılaştığında bozunduğu için günlük hayatta karşımıza çıkmadığını belirtiyor.

Fermilab’daki g−2 (g eksi 2) deneyinde yapılan ise müonların 14 metrelik bir halka etrafına gönderilerek ve bir manyetik alan uygulamasına tabi tutularak nasıl hareket edeceğini gözlemlemek. Evrenin yapı taşlarının nasıl davrandığını açıklamak için bugüne kadar kabul edilen Standart Model’e göre, bu deneyde müonların belirli bir oranda titreşime girmesi bekleniyor. Ancak Fermilab’ın 7 Nisan 2021 tarihinde açıkladığına göre yapılan son deneyde müonlar beklenilen şekilde davranmadı. Model ve deney sonuçları arasındaki bu uyuşmazlık, müonların şu ana kadar bilmediğimiz yeni bir kuvvete duyarlı olabileceği ve bu beşinci kuvvetin bildiğimiz fizik yasalarını değiştirebileceği şeklinde yorumlandı.

Fotoğraf: Kenan Özcan

Deney sonuçları üzerine görüşlerine başvurduğumuz Boğaziçi Üniversitesi Fizik Bölümü öğretim üyesi Prof. Dr. Erkcan Özcan ise kamuoyunda yer bulamamış önemli bir noktaya dikkat çekiyor: “Elektromanyetizma ve nükleer etkileşimleri açıklamakta neredeyse 40 yıldır başarıyla kullandığımız kurama Standart Model diyoruz. Standart Model’i kullanarak g−2 deneyinin sonuçlarının ne çıkağına dair öngörüler hesaplayabiliyoruz. Bundan 3-4 yıl önce g−2 deneyinin ilk sonuçlarının bu hesaplarla tam uyuşmadığına dair bir bulgu elde edilmişti. Bugün açıklanan bu uyuşmazlığı kuvvetlendiren bir gelişme, bu yüzden heyecan yaratması normal. Ancak şunu da eklemek lazım, 2 ay önce uyuşmazlığın, deneyden değil, Standart Model’den başlayarak yapılan kuramsal hesaplarda yapılan bir hatadan da kaynaklanabileceğine dair bir yayın da yapıldı.”

Fermilab deneylerinde çok hassas ölçümler yapıldığını ve tek başına bu kadar hassas ölçümler yapılabiliyor olmasının bile çok değerli olduğunu ekleyen Özcan, deney sonuçlarının kamuoyunda sansasyon yaratacak şekilde paylaşılmasının ise yanlış anlaşılmalara neden olabileceğini vurguluyor: “Burada 0’dan sonra 10. basamağı ölçen çok hassas deneyler yapılıyor. Bu hassasiyette ölçüm yapabilmek ve elimizde o hassasiyette öngörü yapabilecek kuramlarımızın olması insanlık için müthiş bir başarı. Öngörü ile deneysel bulgunun 9 basamakta tutup, böyle 10. rakamda tutarsızlık gösterdiğine dair kanıtlar şimdi güçlendi. Ancak uyuşmazlığın nedeni hesaplama sırasında yapılan bir kayma da olabilir. Bu nedenle, tek başına son gelişmeleri baz alarak fizik yasaları değişiyor şeklinde yorum yapmak için erken.”

Diğer bir ifadeyle, Standart Model’in öngördüğünden farklı sonuçlar elde edilmesinin nedeni henüz keşfetmediğimiz beşinci bir kuvvetten kaynaklı olmayabilir. Yine de bu derece hassas ölçümler yapılabilecek teknolojiyle elde edilecek yeni bulgular heyecanla beklenmeye devam ediyor.