Pulsarları Çevreleyen uzayın kuantum boşluğunda yüklü parçacıklar ışıktan daha hızlı yol alıyor. #ftl #ışıktanhızlı
Vela pulsarı gezegenimizden 1.000 ışık yılı uzaklıkta Kaynak: NASA/CXC/Univ of Toronto/M.Durant et al
Yeni tamamlanan bir araştırmaya göre bu elektronlar ve protonlar yıldızın etrafında dönerken pulsarın ürettiği süper parlak gama ışınlarını üreten mekanizmayı oluşturuyor.
Nötron yıldızlarından bir kısmı kendi etrafında yüksek hızlarla dönerler (Bazı Nötron yıldızları saniyede 700 kere döner). Bu yıldızlar etrafa radyo dalgaları ve x-ışını yayarlar. Bu nötron yıldızlarına Pulsar denir. Bu yıldızlar tıpkı deniz fenerinin ışığı gibi belli yönlere anlık x-ışını veya radyo dalgası yayarlar. Nasıl ki deniz fenerlerinin ışıkları yer gösterirse, bu yıldızlar da yerlerini yaydıkları ışınlar aracılığı ile gösterirler. Bu durumda evrenden gelen “radyo yayınını” dinleyerek bu yıldızların yer ve konumunu tespit etmek mümkün olur.
Yüklü parçacıklar, pulsarları çevreleyen kuantum vakum atmosferi boşluğunda ışıktan daha hızlı hareket eder. Bu elektronlar ve protonlar pulsarlar ile hareket ederken, hızla dönen nötron yıldızları tarafından yayılan süper parlak gama ışını ışımaları yeni bilimsel araştırmaların konusu olmaktadır.
Cherenkov emisyonları adı verilen bu gama ışınları aynı zamanda İsviçre'nin Cenevre yakınlarındaki CERN araştırma merkezinde Büyük Hadron Çarpıştırıcısı gibi Dünya üzerindeki güçlü parçacık hızlandırıcılarında da bulunmaktadır. Işınlar aynı zamanda bir nükleer reaktörün sularındaki mavimsi-beyaz ışıltının kaynağıdır.
Fakat şimdiye kadar, hiç kimse pulsar emisyonlarının Cherenkov radyasyonundan oluştuğunu düşünmemişti.
Bu kısmen Albert Einstein'ın bir vakumda hiçbir şeyin ışıktan daha hızlı seyahat edemeyeceğini iddia eden ünlü görelilik teorisi nedeniyledir. Bu önermeler nedeniyle, bilim adamları daha önce Cherenkov emisyonlarının pulsarları çevreleyen kuantum boşluğunda olamayacağını düşünmüşlerdi. Bu alan çoğunlukla maddeden yoksun ama var olan ve içinde titreşen hayalet olarak kuantum parçacıklarına ev sahipliği yapmaktadır.
Peki, bu yeni araştırma Einstein'ın esneklik teorisinin henüz ihlal edildiği anlamına mı geliyor? İskoçya'da Strathclyde Üniversitesi'nde fizik profesörü olan Dino Jaroszynski böyle bir sonuç çıkarılamayacağını söylüyor.
Pulsarlar, yıldızları saran kuantum vakumda ezilme sonucu kuvvetli elektromanyetik alanlar yaratır. Jaroszynski’ye göre, bu alanlar, temelde hafif parçacıkları yavaşlatan hız tümsekleri yaratan vakumu çözdürüyor ya da kutuplaştırıyor. Bu sırada, proton ve elektron gibi yüklü parçacıklar bu alanları yakınlaştırarak ışık hızını geçmektedir.
Yüklü parçacıklar bu alanda uçarken, elektronları yolları boyunca değiştirirler ve elektromanyetik bir dalgaya toplanan radyasyon yayarlar. Bir ses patlamasının optik versiyonu gibi oluşan bu dalga, bir açıklamaya göre gama ışını flaşı olarak görülen şeydir.
Jaroszynski, bu gama ışını flaşlarının ne kadar parlak olduğunu ekibinin bilmediğini söyledi.
“Bildiğimiz, doğru koşullar altında, vakumlu Cherenkov radyasyonu, senkrotron radyasyonunu gölgede bırakıyor” diye ekledi, eğri bir yol boyunca hareket eden yüklü parçacıklar tarafından pulsarlardan yayılan başka bir radyasyon tipi olduğuna değindi.
Ancak araştırmacılar, yeni bulguların pulsarların ötesinde etkileri olabileceğini söyledi. Jaroszynski açıklamasında “Bu çok heyecan verici yeni bir tahmin, çünkü galaksilerin merkezindeki gama ışını ışıltısının kökeni nedir gibi temel sorulara cevap verebilir?” dedi. “Bu çalışma ile en temel bilim teorilerinden bazılarının sınırlarını zorlayarak test etmenin yeni bir yolu sunulmuştur.”
Cherenkov Radyasyonu nedir?
Bir ortam içinde hareket eden yüklü bir parçacık, hızı o ortamdaki ışığın faz hızını aştığında Cherenkov radyasyonu yayar.
Güçlü bir elektromanyetik alanın etkisi altında, kuantum dalgalanmaları kutuplaşmaya neden olabilir, vakumu etkili bir anizotropik kırılma indeksi ile yapıştırabilir ve Cherenkov'un kuantum vakumdan radyasyon olasılığını mümkün kılar.
Bu vakum Cherenkov radyasyonunun güçlü lazer darbelerinde özelliklerini ve bir pulsar etrafındaki manyetik alanı analiz ederek, baskın radyasyon mekanizması olduğu rejimleri buluruz. Bu radyasyon işlemi, astrofiziksel gözlemlerde yüksek enerjili fotonların aşırı sinyalleri ile ilgili olabilir.
Yazan : Yasemin Şaplakoğlu
Tercüme: Prof. Dr. Haşim YILMAZ
Kaynak : livescience.com
İlk Yayın Tarihi: 29 Nisan 2018
