Elektronlar temel parçacıklardır. Parçacık fiziğinin önceki modeline göre, asla bozulmamalılar. Aksi takdirde, bildiğimiz şekliyle maddenin varlığı sona ererdi. Tüm galaksileri, yıldızları ve gezegenleri de dahil olmak üzere evrendeki yaşamın doğal bir son kullanma tarihi olacaktır.
Gran Sasso (İtalya). Elektronlar bölünemez temel parçacıklardır. Yukarı ve aşağı kuarklarla birlikte evrendeki maddenin büyük bir kısmını oluştururlar. Bu, yalnızca tüm galaksileri, yıldızları ve gezegen sistemlerini değil, aynı zamanda her türlü canlı varlığı, taşları, gazları – kısaca günlük hayattan bildiğimiz her şeyi (biyonik madde) içerir. Şimdiye kadar bilim , elektronların kararlı olduğunu varsayıyordu. Olmasalardı, madde basitçe çözülürdü. Fakat elektronlar gerçekten kararlı mı? Ayrıca son derece uzun zaman ölçeklerinde?
“Çürüme”nin anlamı
Parçacık fiziğinde “bozunma”, bir parçacığın bileşen parçalarına ayrışması anlamına gelmez. Parçacıklar, büyük parçacık hızlandırıcılarında çarpışmak üzere yapılır. Bu yeni parçacıklar oluşturur. Ancak bu, bu yeni, artık görünür olan parçacıkların zaten orijinal parçacıklarda olduğu anlamına gelmez.
Enerjiyle ilgili. Kütle ve enerji aynı olduğundan, çarpışmada salınan tek enerji kütlesine eşittir. Böylece enerjiden yeni parçacıklar yaratıldı. Parçacık bozunmasında da durum aynıdır. Bir elektronun belirli bir kütlesi vardır. Elektron kararsızsa, bu, enerjinin bir elektronu temsil etmeyi bıraktığı ve bunun yerine radyasyon ve/veya başka bir parçacık haline geldiği anlamına gelir.
Kuantum fiziğinin kuralları, parçacık bozunmasının muazzam bir kaosa dönüşmemesini sağlamaya yardımcı olur. Burada, örneğin, yeni yaratılan bir parçacığın asla parçalanmadan önceki parçacıktan daha fazla enerjiye veya kütleye sahip olmaması gerektiğini söylüyor. Enerjinin korunumuna ek olarak, elektrik yükünün de korunması gerekir. Elektronlar elektriksel olarak negatif yüklüdür. Bir bozunma durumunda, yeni parçacığın elektronla aynı negatif yüke sahip olması gerekir.
Bu hiç gözlemlenmedi ve bu nedenle elektronların bozunamayacağı varsayılıyor.
Elektronların bozunmasını aramak için
Fizikçiler, parçacık fiziğinin mevcut modelinin tam veya yüzde 100 doğru olamayacağını biliyorlar. Bunun nedeni ise bazı şeyleri açıklayamamasıdır. Bu, örneğin karanlık maddeyi (biyonik olmayan madde) veya nötronların neden bir kütleye sahip olduğunu içerir. Bu nedenle fizikçiler parçacık dünyasında araştırma yapmaktan geri durmuyorlar. Fizikçiler elektronların bozunmasını gözlemleyecek olsalardı, bu henüz bilmediğimiz bir fizik alanının göstergesi olurdu.
Artık bir elektronu mikroskop altına alıp bozunup bozulmadığına bakamazsınız. Bu nedenle bilim adamları burada istatistikle çalışırlar. Çürüme kesin bir zaman çizelgesini takip etmez. Örneğin, bazı parçacıklar on dakika sonra bozunuyorsa, bunu belirli bir olasılıkla yaparlar. Bazı parçacıklar sadece 10 saniye sonra, bazıları ise sadece on yıl sonra bozulur.
Şimdi inanılmaz sayıda elektrona bakarsanız, aralarında çoktan bozunma olasılığı daha yüksek olan bazılarının olması gerekir. Bu tam olarak İtalya’daki fizikçilerin Borexino deneyinin bir parçası olarak yaptığı şeydi. Bu deney aslında güneşten gelen nötrinoları saptar, ancak elektronların bozunmasını veya bozulmamasını göstermek için de kullanılabilir. Deney, özel bir sıvıyla dolu büyük bir kap kullanıyor. Hesaplamalar, bunun yaklaşık 10 üzeri 32 veya 100 kentilyon elektron içerdiğini gösteriyor. Parçacıklar parçalandığında, sıvı küçük, ölçülebilir bir ışık parlaması yayar. Ancak Ocak 2012 ile Mayıs 2013 arasında toplanan verilere göre fizikçiler herhangi bir elektron bozunması tespit edemediler.
Bu, elektronların kararlı olduğu anlamına gelmez. Bu, ortalama ömürlerinin en az 66 katrilyon yıl olduğu anlamına gelir. Başka bir deyişle: Evrenin önceki yaşamından 4,7 trilyon kat daha uzun. Yani elektronların kararsız olması gerekiyorsa, o zaman çok kararlı bir şekilde.