Kuarkların  birleşmesi ne  kadar  tehlikeli…? (How  much  dangerous is  Quark fission…?)

Kuark  birleşmesi (temsili)

(Kaynak: Shutterstock/space.com)

Bu  sorunun  cevabını Rafi Letzter, space.com’da 3 Kasım  2017  tarihinde  yayımlanan  yazısında  verdi…!

Kuarklar  (quark), atom  çekirdeğindeki  proton  ve  nötronların  yapıtaşları… Kuarkların da  kendi  içinde  farklı  türleri  mevcut… Bunlar  up, down, top, bottom, strange   ve  charm  olarak  adlandırılan  altı  tip (flover)  kuark…

Araştırmacılar, iki  “bottom”  kuarkın büyük  bir  patlamayla  birleşebileceğini, teorik  olarak, düşünmekteydi… Daha  büyük  bir  atomaltı  parçacığın, nökleon’un (proton  veya  nötron) doğmasını  sağlayacak  bu  birleşmenin  sonunda büyük  miktarda  enerji açığa çıkacaktı…  Bu  “kuark  patlaması” hidrojen  bombalarının içinde  gerçekleşen nükleer  patlamadan daha  büyük  bir  güce  sahip  olacaktı…

Atomaltı  parçacık  dünyasında enerjiler/kevvetler/olaylar  “megaelektronvolt” (MeV)  ile  ölçülmekte; ifade  edilmekte…

Fizikçiler, iki “bottom”  kuarkın  birleşmesi  halinde 138 MeV’lik  bir  enerjinin  açığa  çıkacağını  hesaplamakta… Hidrojen  bombanın  içinde, bir  parçacık  birleşmesi  esnasında  açığa  çıkacak  enerjinin  sekiz  katı…! (Bir  bomba  içinde, gerçekte,  bu  gibi  bir   birleşme  olayının  milyarlarcası  gerçekleşir…)

Bir  hidrojen  bombasında, insanların  tetiklediği  en  büyük  patlamayla  birlikte, “deuteron”  ve “triton”  adı verilen hidrojen çekirdekleri  birleşerek, helyum  çekirdeğini  oluşturur…  Yine  de,  bu  süreçte  açığa  çıkan enerji 18  MeV  kadardır… “Bottom”  kuark  birleşmelerinde  açığa  çıkacak  138  MeV’nin  yanında çok  küçük  bir  şey…!

Bu  konuda  araştırma  yapan  Marek Karliner ( Tel Aviv University ), bu  yüksek  enerji  seviyesini  hesaplayınca, vardığı  bu  sonucu  duyurmaktan (yayımlamaktan)  korktuğunu  söylemiş…!

Bilim  insanları, tek  bir  füzyon  reaksiyonun  kendi  başına  tehlikeli  olamayacağını  söylüyor… Hidrojen  bombasının  yıkıcı  gücü, aynı  anda, çok  sayıda  reaksiyonun  gerçekleştirilmesinden  kaynaklanmakta… Kısaca,  zincirleme  reaksiyon…

Neyse  ki, Şikago  Üniversitesinden  Karliner   ve  Jonathan Rosner, “bottom”  kuarklarda bu  zincirleme  reaksiyonun  meydana  gelemeyeceğini  belirledi… Bir  zincirleme  reaksiyonu  başlatabilmek  için biriktirilmiş (stockpile), çok  sayıda  parçacık  gerekli… “Bottom”  kuarkları  ise  biriktirmek  mümkün  değil…!  Bu  parçacık,  yaradılışından  bir pikosaniye  (saniyenin  trilyonda  biri) sonra,  daha  az  enerjili  olan “up”  kuarka  dönüşmekte…

Araştırmacılar, Haziran 2017’de, İsviçre’deki  Büyük  Hadron  Çarpıştırıcısında (CERN) nötron  ve  protonun kuzeni  olan “doubly  charmed” baryonun  açığa  çıktığını  belirlediler; “bottom”  ve “top”  kuarkın  kuzeni  olan  iki “charm”  kuarkı…

“Charm”  kuarklar,  proton  ve  nötronu  oluşturan  “up”  ve “down”  kuarkla  kıyaslandığında, çok  daha büyük  kütleli atomaltı  parçacıklar…

Karliner ve  Rosner’in  araştırmasına  göre, iki  “charm”  kuark  130 MeV  (kinetik, binding enegy) enerji  kullanarak  birleşirken, 12 MeV’lik  bir  enerji açığa  çıkar (spit  out)… Bu  bulgu, bu  seviyedeki  parçacık  birleşmesinin  enerji  açığa  çıkaracağına  dair  ilk  bulgu…!

280 MeV’lik enerji  kullanarak  birleşecek  iki “bottom”  kuarkın  bu  birleşme  sürecinde  açığa  çıkacak  olan 138 MeV’lik  enerji  ise, ikincil  reaksiyonun açığa çıkaracağı çok  daha  yüksek  bir  enerji…

Araştırmacılar,  bu  teorik  önermenin  birkaç  yıl  içinde  CERN’de  deneysel  olarak doğrulanabileceğini düşünüyor…

 

Yararlanılan  Kaynaklar:

https://www.space.com/38667-charm-quark-fusion-subatomic-hydrogen-bomb.html