Fizikte ezber bozan keşif! Dünya'ya ulaşması imkânsız olan gizemli foton tespit edildi

İtalya Ulusal Astrofizik Enstitüsü (INAF) ve Ulusal Nükleer Fizik Enstitüsü (INFN) araştırmacıları, Dünya'ya 2 milyar ışık yılı uzaklıktan ulaşan ve mevcut fizik kurallarına göre yolculuğunu tamamlaması imkânsız kabul edilen 300 teraelektronvolt (TeV) enerjili bir fotonun tespit edildiğini duyurdu. Söz konusu foton, Ekim 2022'de kaydedilen ve bugüne kadar gözlemlenen en parlak gama ışını patlaması olarak kayıtlara geçen GRB 221009A sırasında Rusya'daki Baksan Gözlemevi'nde bulunan Carpet kozmik ışın dedektörü tarafından belirlendi. Araştırmacılar, bu yüksek enerjili fotonun, kozmik mikrodalga arka plan (CMB) radyasyonuyla etkileşime girerek yok olması gerekirken, nasıl olup da Dünya'ya kadar ulaşabildiğini anlamaya çalışıyor.

INAF ve INFN araştırmacılarından fotonun yolculuğuna dair yeni teori

Bilim insanları, 300 TeV'lik fotonun varlığına dair açıklama getirmek için uzun süredir tartışılan ve yüksek enerjili fotonların uzayda seyahat etmesini sağlayan teorileri yeniden değerlendirdi. Standart fizik kuralları, böylesine enerjik bir fotonun evrende yol alırken kozmik mikrodalga arka planıyla karşılaşarak başka parçacıklara dönüşmesini öngörüyor. Ancak Carpet dedektöründe tespit edilen bu foton, görünür ışık fotonundan yaklaşık 100 trilyon kat daha fazla enerji taşıyor ve bilinen fizik kurallarını zorlayacak şekilde Dünya'ya ulaşmayı başardı. Araştırmacılar, bu durumu açıklayacak yeni bir çerçeve oluşturmak için, fotonların axion benzeri parçacıklar (ALP) adı verilen teorik parçacıklara dönüşerek evrende yolculuk edebileceği fikrini ve Lorentz eşdeğerliliğinin ihlali olasılığını bir arada ele aldı. INAF'tan Giorgio Galanti, "Bu fotonun, bilinen fizik yasalarına göre yolculuğunu tamamlaması mümkün değildi. Ancak iki teoriyi bir araya getirerek tutarlı bir senaryo oluşturduk" ifadelerini kullandı.

GRB 221009A'dan gelen fotonun gecikmesi yeni ipuçları verdi

GRB 221009A patlaması sırasında tespit edilen 300 TeV'lik fotonun, daha düşük enerjili fotonlardan yaklaşık bir saat sonra Dünya'ya ulaşması, bilim insanlarının dikkatini çekti. Bu gecikme, Lorentz eşdeğerliliği ihlaliyle açıklanabilecek bir durum olarak değerlendirildi. Araştırmacılar, bu gözlemin, evrende çok yüksek enerjili fotonların hızla ilerlerken uzayın daha şeffaf hale geldiğini ve fizik kurallarının aşırı koşullarda farklı etkiler yaratabileceğini gösterdiğini belirtti. INFN'den Marco Roncadelli, "Çalışmamız, ilk kez, daha önce birbirinden bağımsız geliştirilen iki teoriyi bir araya getiriyor. Eğer gelecekteki gözlemler bu senaryoyu doğrularsa, evren, Dünya'da kurulmuş hiçbir hızlandırıcının ulaşamayacağı enerjilerde kuantum graviteyi araştırmak için doğal bir laboratuvara dönüşecek" dedi. Araştırmacılar, GRB 221009A'dan gelen fotonun varlığına dair önerdikleri teorinin, benzer şekilde tespit edilen diğer olaylarla da uyumlu olduğunu vurguladı.