Fizikçiler, atom çekirdeğindeki proton ve nötron gibi parçacıkların kimliğini belirleyen temel özelliğin kuarklar tarafından değil, onları bir arada tutan 'gluon' yapısı tarafından taşındığına dair ilk güçlü deneysel kanıtlara ulaştı. Bu bulgu, maddenin kararlı yapısını anlamaya yönelik 50 yıllık temel bir tartışmada önemli bir dönüm noktası teşkil ediyor.
Science dergisinde yayımlanan yeni bir araştırma, atomaltı parçacıkların kimliğini ve maddesel varlığını belirleyen temel özelliğin, geleneksel modelden farklı işlediğini ortaya koydu. Bugüne kadar protonların, içlerindeki üç adet 'değerlik kuarkı' ile tanımlandığı kabul ediliyordu. Ancak yüksek enerjili parçacık çarpışmalarından elde edilen son bulgular, maddenin temel kimlik numarasının kuarkların kendisinde değil, onları birbirine bağlayan 'Y' biçimli gluon yapısında taşındığını gösteriyor.
New York'taki Brookhaven Ulusal Laboratuvarı bünyesindeki STAR İşbirliği araştırmacıları, Göreli Ağır İyon Çarpıştırıcısı'ndaki (RHIC) atomaltı çarpışma verilerini inceledi. Deneylerde rutenyum, zirkonyum ve altın atomlarının çekirdekleri ışık hızına yakın hızlarda çarpıştırılarak ortaya çıkan parçacıkların dağılımı ölçüldü. Çarpışma bölgesindeki elektrik yükü ile parçacık sayısı arasındaki hareket farkını takip eden fizikçiler, elektrik yükü taşıyan kuarkların yoğun ortamda yavaşladığını, buna karşın yüksüz gluon bağlantısının yoluna daha rahat devam ettiğini gözlemledi. Işık parçacıkları olan fotonlar ile altın çekirdekleri arasındaki etkileşimleri de inceleyen ekip, ölçülen değerlerin kuark temelli modellerden ziyade, 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 belirtiyor. Maddenin temel yapısının anlaşılması, evrenin oluşumu sırasında madde ile antimadde arasında meydana gelen ve bugün yıldızların, gezegenlerin ve canlıların var olmasını sağlayan temel dengesizliğin aydınlatılmasına da katkı sağlayacak. Araştırmacılar, geliştirilmekte olan yeni nesil Elektron-İyon Çarpıştırıcısı ile yapılacak deneylerin bu mekanizmayı tüm ayrıntılarıyla doğrulamayı hedeflediğini ifade ediyor.
