Klasik fizikte, boşluk, tam bir boşluktur – hiçliğin gerçek bir tezahürüdür. Ancak kuantum fiziği, boş uzayın olmadığını söylüyor. Gerçekten boş. Bunun yerine, algılanamayacak kadar hızlı bir şekilde var olup giden “sanal” parçacıklarla vızıldar. Bilim adamları, bu sanal parçacıkların orada olduklarını biliyorlar çünkü normal parçacıkların niteliklerini ölçülebilir şekilde değiştiriyorlar.
Bu efervesan parçacıkların değiştirdiği temel özelliklerden biri, manyetik momenti olarak bilinen, tek bir elektron tarafından üretilen küçük manyetik alandır. Teorik olarak, bilim adamları var olan tüm sanal parçacık türlerini açıklayabilirlerse, matematiği çalıştırabilir ve tam olarak anlayabilirler. Nasıl çarpık elektronun manyetik momenti, bu sanal parçacık havuzunda yüzüyor olmalıdır. Yeterince hassas aletlerle, çalışmalarını gerçeğe karşı kontrol edebilirler. Bu değeri olabildiğince doğru bir şekilde belirlemek, fizikçilerin tam olarak hangi sanal parçacıkların elektronun manyetik momentiyle oynadığını belirlemelerine yardımcı olacaktır – bunlardan bazıları, örneğin, her zaman yakalanması zor olan karanlık maddenin bulunduğu evrenimizin örtülü bir bölümüne ait olabilir.
Şubat ayında, Northwestern Üniversitesi’ndeki dört araştırmacı tam da bunu yaptıklarını açıkladı. Onların sonuçları, yayınlanan Fiziksel İnceleme Mektuplarıelektron manyetik momentini şaşırtıcı bir hassasiyetle rapor edin: ondalık noktadan sonra 14 basamak ve 2008’deki önceki ölçümün iki katından fazla kesinlik.
Bu, aşırıya kaçmak gibi görünebilir. Ancak tehlikede olan matematiksel doğruluktan çok daha fazlası var. Bilim adamları, manyetik momenti ölçerek parçacık fiziğinin teorik temel taşı olan standart modeli test ediyorlar. Periyodik tablonun fizik versiyonu gibi, doğada bilinen tüm parçacıkların bir tablosu olarak düzenlenmiştir: kuarklar ve elektronlar gibi maddeyi oluşturan atom altı parçacıklar ve gluonlar ve fotonlar gibi kuvvetleri taşıyan veya aracılık edenler. Model ayrıca bu parçacıkların nasıl davrandığına ilişkin bir dizi kuralla birlikte gelir.
Ancak fizikçiler, standart modelin eksik olduğunu biliyor; bazı unsurların eksik olması muhtemel. Modele dayalı tahminler, genellikle gerçek evrenin gözlemleriyle örtüşmez. Evrenin Büyük Patlama’dan sonra şu anki boyutuna nasıl şiştiği, hatta nasıl var olabileceği gibi temel muammaları açıklayamıyor – maddeyle dolu ve çoğunlukla onu iptal etmesi gereken antimaddeden yoksun. Model, galaksileri birbirine yapıştıran karanlık madde veya kozmik genişlemeyi teşvik eden karanlık enerji hakkında da bir şey söylemiyor. Belki de en bariz kusuru, yerçekimini açıklayamamasıdır. Bilinen parçacıkların inanılmaz derecede hassas ölçümleri, bu nedenle, fizikçilerin standart modeldeki boşlukları sıfırlamasına yardımcı olduklarından, neyin eksik olduğunu bulmanın anahtarıdır.
Yeni çalışmanın ve 2008 sonucunun yazarlarından biri olan Northwestern Üniversitesi’nden fizikçi Gerald Gabrielse, “Standart model, fiziksel gerçekliğin en iyi tanımıdır” diyor. “Dünya üzerinde ölçebildiğimiz ve test edebildiğimiz her şeyi temelde tahmin edebilmesi açısından oldukça başarılı bir teori ama evreni yanlış anlıyor.”
Aslında, standart modelin yaptığı en kesin tahmin, elektronun manyetik momentinin değeridir. Tahmin edilen manyetik moment, deneylerde görülenle uyuşmuyorsa, tutarsızlık, keşfedilmemiş sanal parçacıkların oyunda olduğuna dair bir ipucu olabilir. Harvard Üniversitesi’nde yüksek lisans öğrencisi olarak çalışmaya öncülük eden Northwestern Üniversitesi’nden bir fizikçi olan Xing Fan, “Doğanın size hangi denklemlerin doğru olduğunu söylediğini her zaman söylerim” diyor. “Ve bunu test etmenin tek yolu, teorini gerçek dünyayla karşılaştırmandır.”
Bir yanıt bırakın