Antimadde (Karşıt Madde) Nedir ?

Maddenin Tam Zıddı Antimadde

Antimadde, maddenin tam karşılığıdır diğer bir deyişle zıttıdır. Daha spesifik olarak tanımlayacak olursak, antimaddenin alt atomik parçaçıkları, bildiğimiz maddenin sahip olduğu atomik parçacıklar ile zıt özelliklere sahiptirler. Bu atomik parçacıkların sahip olduğu elektriksel yükler tersine çevrilmiş durumdadır. Büyük patlama sonrasında madde ile birlikte  anti madde oluşmuştur, ancak günümüzde antimaddeye çok nadir olarak rastlanmaktadır ve bilim adamları hala bu durumun neden olduğu konusunda tam olarak emin değildir.

Antimaddeyi anlayabilmek için öncelikle madde hakkında daha çok bilgiye sahip olmak gerekmektedir. Madde, hidrojen,oksijen ve helyum gibi kimyasal elementlerin basit bileşimlerini meydana getiren atomlardan oluşur. Her bir element belli bir sayıda atoma sahiptir: Hidrojen bir atom; helyum iki atoma sahiptir; ve bunlar gibi diğer elementlerde aynı şekildedir.

Bir atomun evreni karmaşık yapıdadır, çünkü fizikçilerin bile hala yeni keşfettikleri ve anlamaya başladıkları spin ve “tat” özelliklerine sahip egzotik parçacıklar içermektedir. Ancak, basit bir şekilde ele alacak olursak, atomlar elektronlar, protonlar ve nötronlar olarak bilinen parçacıklardan oluşur.

Anti Parçacıklar

Çekirdek olarak adlandırılan bir atomun kalbinde, protonlar (pozitif elektrik yüklü parçacıklar) ve nötronlar (nötr elektrik yüklü parçacıklar) bulunmaktadır. Genellikle, negatif yüke sahip olan elektronlar ise çekirdeğin yörüngesinde bulunur. Yörüngeler, elektronlar ne kadar enerji kullandığına bağlı olarak değişebilir.

NASA’ya göre, antimadde durumunda elektrik yükü maddeye göre tersine dönmektedir. Anti-elektronlar (positronlar olarak adlandırılır) aynı elektronlar gibi davranır ama pozitif yüke sahiptirler. Antiprotonlar, ismindende anlaşılacağı üzere negatif yüklü protonlardır.

NASA, antimadde parçacıklarının (antiparçacıklar olarak adlandırılır) CERN (Avrupa Nükleer Araştırma Organizasyonu) tarafından işletilin Büyük Hadron Çarpıştırıcısı gibi büyük parçacık hızlandırıcılarda üretildiğini ve deneysel olarak çalışıldığını belirtmiştir.

NASA, “antimadde, anti yerçekimi değildir” diye açıklamada bulundu. “Deneysel olarak doğrulanmamış olsa bile var olan teoride normal madde gibi yerçekimi ile aynı şekilde davrandığını öngörmektedir.”

Antimadde Nerede?

Antimadde parçacıkları ultra yüksek hızlı çarpışmalar sonucu oluşturulmaktadır. Büyük patlama sonrası ilk başlarda sadece enerji vardı. Evren soğuyup genişledikçe, hem madde hem de antimadde parçacıkları aynı eşit miktarda oluştu. Ancak, sonrasında evrende neden maddenin daha hakim olduğu bilim adamlarının henüz keşfedemediği bir sorudur.

Bir teori, başlangıçta antimaddeden daha fazla normal maddenin oluştuğunu ileri sürmektedir. Böylece karşılıklı imhadan sonra bile, yıldızları, galaksileri ve bizleri oluşturmak için hala yeteri kadar madde kalmıştır.

Tahmini ve Nobel Ödülü

İlk olarak 1928’de New Scientist dergisinin “Sir Isaac Newtondan sonra en büyük İngiliz teorisyen” olarak gördüğü İngiliz fizikçi Paul Dirac tarafından öne sürüldü.

Dergiye göre Dirac, Einstein’ın özel görecelilik denklemi ve kuantum mekaniğini biraraya getirdi. Bu sayede negatif veya pozitif yüklü elektron için gerekli olan denklemi keşfetti. Dirac, ilk başlarda tespitlerini paylaşmakta tereddüt etmiş olsada daha sonrasında bu kararından vazgeçti ve evrendeki her parçacığın bir ayna görüntüsüne sahip olduğunu açıkladı. Ardından 1932’de Amerikalı fizikçi Carl D. Anderson pozitronları keşfetti. Dirac, 1933’te Nobel Fizik ödülüne layık görüldü ve aynı ödülü 1936’da Carl D. Anderson aldı.

Antimadde ve Uzay Gemisi

Antimadde parçacıkları madde parçacıkları ile karşılaşıp eşleştiklerinde birbirlerini yok ederler ve sonucunda enerji açığa çıkar. Bu açığa çıkan enerji, mühendisleri antimadde ile çalışan bir uzay aracı sayesinde evreni keşfetmekte kullanılabilecek bir yol olarak düşünmesine sebep oldu.

NASA, bu fikrin çok büyük bir maliyeti olacağına dikkat çekmekte1: bir gram antimadde elde etmek için 100 milyar $ bir bütçe gerekiyor. Bir araştırma için daha az miktarda antimadde yeterli olabiliyor iken, bu uygulama için gerekli olan minimum miktar budur.

Bir ajansın açıklamasında  “ticari olarak geçerli olabilmesi için fiyat olarak 10000 kat daha maliyetinin düşük olması gerekmektedir”. Güç üretimi başka bir olay yaratır:” Antimadde elde etmek için anti madde reaksiyonu sonucu elde edilen enerjiden çok daha fazla enerjiye ihtiyaç duyulur”ifadelerine yer verdi.

Ancak bu açıklama, NASA ve diğer toplulukların antimadde ile çalışan bir uzay aracı yapımı için gerekli olan teknoloji üzerinde çalışmalarını engellemedi. 2012 yılında, Tauri grup”tan bir temsilci, Space.com’a yapmış olduğu açıklamada “Gelecekte, antimaddenin 40-60 yıl kullanılabileceğini” söyledi.

NASA, 2010 yılında bir füzyon uzay aracının çalışmasının nasıl olacağını anlatan “Teknolojinin Sınırları: Uzay Keşifleri için Sınırları Aşmak ” adlı raporu oluşturdu. Bu tasarım da, döteryum ve tirityum pelletleri (nötronları olmayan hidrojenlerin aksine, çekirdeklerinde bir veya iki nötron ile ağır hidrojen izotopları barındırırlar) bulunmaktadır. Burada bir antiproton ışını pelletlere gönderilecek ve bu da içerisinde gömülü olan bir uranyum tabakasına karşı baskı uygulayacaktır. Antimadde bünyesinde antiprotonlar uranyum ile çarpıştıktan sonra, birbirlerini imha edecekler ve füzyon reaksiyonu fisyon ürünleri açığa çıkaracaktır. Sonuç olarak, bu enerji doğru şekilde yönlendirildiğinde ise bir uzay aracını hareket ettirebilir.

Kaynak: LiveScience