Science dergisinde yayımlanan yeni bir araştırma, maddenin kararlı yapısına dair 50 yıllık geleneksel anlayışı değiştirdi. Brookhaven Ulusal Laboratuvarı’ndaki STAR İşbirliği araştırmacıları, atomaltı parçacıkların kimliğini belirleyen temel özelliğin protonlardaki kuarklarda değil, onları birleştiren “Y” biçimli gluon yapısında olduğunu ortaya koydu. Bu kritik bulgu, Göreli Ağır İyon Çarpıştırıcısı’ndaki (RHIC) deney verilerinin detaylı analiziyle elde edildi.
Evrendeki tüm kararlı maddenin yapı taşı olan protonlar, şimdiye kadar içerdikleri üç “değerlik kuarkı” ile tanımlanıyordu. Ancak yüksek enerjili parçacık çarpışmalarından elde edilen son veriler, bu temel kimlik numarasının kuarkların kendisinde değil, onları bir arada tutan gluon yapısında bulunduğunu gösteriyor. Bu durum, maddenin temel özelliklerine dair köklü bir paradigma değişimine işaret ediyor.
STAR İşbirliği araştırmacıları, New York’taki Brookhaven Ulusal Laboratuvarı bünyesinde Göreli Ağır İyon Çarpıştırıcısı’nda (RHIC) elde edilen verileri inceledi. Deneylerde rutenyum, zirkonyum ve altın atomlarının çekirdekleri ışık hızına yakın süratlerde çarpıştırıldı. Ortaya çıkan parçacıkların dağılımı ve etkileşimleri detaylıca ölçüldü.
Fizikçiler, çarpışma bölgesindeki elektrik yükü ile parçacık sayısı arasındaki hareket farkını takip etti. Elektrik yükü taşıyan kuarkların yoğun ortamda yavaşladığını, yüksüz gluon bağlantısının ise daha rahat ilerlediğini belirlediler. Ekip, ölçülen değerlerin 1970’li yıllarda öne sürülen “baryon kavşağı” kuramıyla örtüştüğünü tespit etti.
Bu keşif, atomaltı parçacıkları bir arada tutan güçlü çekirdek kuvvetinin kararlı maddeyi nasıl organize ettiğini anlamak açısından büyük önem taşıyor. Uzmanlar, elde edilen verilerin henüz doğrudan bir gözlem olmadığını ancak teoriyi destekleyen en güçlü deneysel kanıt niteliği taşıdığını vurguladı.
Maddenin temel yapısının anlaşılması, evrenin oluşumu sırasında madde ile antimadde arasında meydana gelen dengesizliğin aydınlatılmasına katkı sağlayacak. Bu dengesizlik, bugün yıldızların, gezegenlerin ve canlıların var olmasını sağlıyor. Araştırmacılar, geliştirilmekte olan yeni nesil Elektron-İyon Çarpıştırıcısı ile yapılacak deneylerin bu mekanizmayı tüm ayrıntılarıyla doğrulamayı hedeflediklerini belirtti.
