Atomun gizemleri

Açık soru

Evren neden antimaddeyle değil de maddeyle dolu?

Bildiklerimiz

Her parçacığın yükü ters bir ikizi, yani antiparçacığı vardır. Fizik yasalarına göre Büyük Patlama’da madde ve antimadde neredeyse eşit miktarda oluşmuş olmalıydı. Karşılaştıklarında birbirlerini yok edip enerjiye dönüşürler.

Henüz bilmediklerimiz

Bugün evrende madde var, antimadde ise neredeyse yok. Demek ki başlangıçta maddenin küçük bir üstünlüğü vardı. Bu farkı yaratan mekanizma bilinmiyor; bugüne kadar ölçülen etkiler farkı açıklamaya yetmiyor.

Açık soru

Evrendeki maddenin çoğu neden atomlardan oluşmuyor?

Bildiklerimiz

Galaksiler, görünür yıldız ve gazın kütlesiyle açıklanamayacak kadar hızlı dönüyor. Gökbilimciler bu ek kütleye karanlık madde diyor. Hesaplara göre evrendeki maddenin yaklaşık %85’i karanlık madde.

Henüz bilmediklerimiz

Karanlık maddenin ne olduğu bilinmiyor. Işık yaymıyor, ışığı soğurmuyor ve yalnızca kütle çekimiyle fark ediliyor. Onlarca yıldır süren deneyler onu doğrudan yakalayamadı.

Açık soru

Bir nötron tam olarak ne kadar yaşar?

Bildiklerimiz

Atom çekirdeğinin içindeki nötron kararlıdır, ama çekirdeğin dışında kalan serbest bir nötron yaklaşık 15 dakika içinde bir protona, bir elektrona ve bir antinötrinoya dönüşür.

Henüz bilmediklerimiz

Nötronları bir “şişede” tutup sayan deneyler yaklaşık 878 saniye, nötron ışınındaki bozunmaları sayan deneyler ise yaklaşık 888 saniye buluyor. Aradaki yaklaşık 10 saniyelik farkın bir ölçüm hatasından mı yoksa henüz bilinmeyen bir fizikten mi kaynaklandığı hâlâ tartışılıyor.

Açık soru

Proton sonsuza kadar yaşar mı?

Bildiklerimiz

Proton bozunurken hiç gözlenmedi. Japonya’daki Super-Kamiokande dedektörü, dev bir su tankındaki protonları yıllarca izleyerek proton ömrünün en az 10³⁴ yıl olduğunu gösterdi. Evrenin yaşı ise yaklaşık 1,4 × 10¹⁰ yıl.

Henüz bilmediklerimiz

Temel kuvvetleri tek bir kuramda birleştirmeye çalışan bazı kuramlar, protonun çok uzun bir sürede de olsa bozunması gerektiğini öngörüyor. Protonun gerçekten kararlı mı yoksa yalnızca çok uzun ömürlü mü olduğu bilinmiyor.

Açık soru

Periyodik tablo nerede biter?

Bildiklerimiz

Bilinen en ağır element 118 protonlu oganesson. Bu kadar ağır elementler yalnızca laboratuvarda, birkaç atom halinde üretilebiliyor ve çoğu saniyenin binde biri gibi kısa sürelerde bozunuyor.

Henüz bilmediklerimiz

Kuramlar, yaklaşık 114 ile 126 proton ve 184 nötron civarındaki çekirdeklerin beklenenden çok daha uzun yaşayabileceğini öngörüyor. Bu bölgeye kararlılık adası deniyor. Adanın gerçekten var olup olmadığı ve tablonun nerede biteceği bilinmiyor.

Kısmen çözüldü

Altın ve diğer ağır elementler nereden geldi?

Bildiklerimiz

Hidrojen ve helyumun çoğu Büyük Patlama’da, demire kadar olan elementler yıldızların içinde oluştu. Demirden ağır elementlerin çoğu ise çekirdeklerin çok hızlı nötron yakaladığı bir süreçle oluşur. 2017’de iki nötron yıldızının çarpışması gözlendi ve bu çarpışmada ağır elementlerin oluştuğuna dair güçlü kanıtlar bulundu.

Henüz bilmediklerimiz

Evrendeki altının ne kadarının nötron yıldızı çarpışmalarından, ne kadarının bazı süpernova türlerinden geldiği hâlâ tartışılıyor. Yüzüğündeki altın büyük ihtimalle bir yıldız çarpışmasında oluştu, ama bu kesin değil.