Elektronun ömrüne dair yapılan en iyi ölçüme göre muhtemelen bir elektronun ömrü 66 bin yotta yılı yani 6,6×1028 yıl kadar. Bu değer, evrenin günümüzdeki yaşının 5 kentilyon katına denk gelmektedir. Bu oldukça ilginç sonuca ulaşan bilim insanları aslında İtalya’daki Borexino deneyinde elektronun bir fotona ve bir nötrinoya bozunduğuna dair kanıt arıyorlardı. Eğer böyle bir kanıt bulmuş olsaydılar, elektrik yükünün korunumu ihlal edilmiş olacaktı. Diğer taraftan da, Standart Model’in ötesindeki keşfedilmemiş fiziğe doğru bir adım daha atılmış olacaktı. Ancak, henüz buna yönelik bir gelişme yok. Buna rağmen, şimdiye kadar olan çalışmalarında bir elektronun ömrünün evrenin günümüzdeki yaşından çok ama çok daha fazla bir ömre sahip olduğunu buldular.
Elektron atom altı parçacığı negatif elektrik yükü taşıyan en az kütleli bir parçacıktır. Eğer elektron bozunabiliyor olsaydı, enerji korunumunun nötrinolar gibi daha düşük kütleli parçacıkların üretiminde de yer alacağı anlamına gelirdi. Ancak, elektrondan daha düşük kütleli tüm parçacıklar herhangi bir elektrik yüküne sahip değildir. Böylece elektronun yükü herhangi bir hipotetik bozunma süreci sırasında “sıfır”lanmalıdır. Bu da parçacık fiziğinin Standart Modeli’nin bir parçası olan “yük korunumu” ilkesini ihlal etmiş olur. Bunun sonucunda, elektron asla bozunamayacağı için temel bir parçacık olarak göz önünde bulundurulur. Öte yandan, Standart Model fiziğin tüm yönlerini yeterince açıklamıyor ve bundan dolayı elektronun bozunduğunun keşfedilmesi doğanın yeni ve iyileştirilmiş bir modelinin geliştirilmesinde fizikçilere yardımcı olabilir.
Elektronun bozunması ile ilgili bu son araştırma öncelikle nötrinoları incelemek için tasarlanan Borexino dedektörü kullanılarak yapıldı. İtalya’da Gran Sasso Ulusal Laboratuvarı’nda bulunan bu dedektör kozmik ışınlardan korunmak için bir dağın altında derin bir yerde inşa edilmiştir. 2212 fotoçoğaltıcı tarafından izlenen 300 tonluk bir organik sıvıdan oluşmaktadır.
Borexino dedektöründeki bu organik sıvı içinde yaklaşık 1032 elektron bulundurmaktadır. Bu sıvı içerisinde herhangi bir elektron bozunmasının görülmemiş olması gerçeği araştırmacılara elektronun ortalama ömrünün en küçük değerini tahmin etmesini sağladı. Araştırmacılar bu en küçük ömrün önceki en düşük sınır olan 4,6×1026 yıldan 100 kat daha fazla yani 6,6×1028 yıl olduğunu buldular. Bu önceki en düşük değer de yine Borexino tesisinde elde edilmişti. 1998 yılında günümüzdeki güncel deneyin öncülü olan bir deney sırasında bulunmuştu.
Diğer taraftan, yük-parite simetrisi daha önce kaon atom altı parçacıkların bozunmalarının gözlenmesi ile ihlal edildiği deneysel olarak keşfedilmişti. Dolayısıyla elektronların da bir gün bozunabildiği keşfedilebilir. Bu neden önemli? Çünkü yük-parite simetrisinin ihlal edilmesi/bozulması evrende antimaddeden çok neden maddenin daha fazla olduğuna dair bizim güncel anlayışımızda önemli bir role sahiptir.
Gökhan Atmaca, MSc.
Takip: twitter.com/kuarkatmaca
İletişim: facebook.com/anadoluca
Kaynak:
Physics World
