Muonium: Yasak Antimadde Dönüşümü Avı

MACE deneyinin hedefi, muoniumun antimuoniuma dönüşmesi gibi “yasak” bir antimadde dönüşümünü yakalamak. Muonium dönüşümü görülürse, Standart Model’in temel ilkelerinden lepton tat korunumunu ihlal ederek yeni kuvvetlerin ya da parçacıkların kapısını aralayabilir.

Çin’de Sun Yat-sen University ve Chinese Academy of Sciences’a bağlı Institute of Modern Physics liderliğinde uluslararası bir ekip, MACE adlı yeni nesil bir deneyi hayata geçiriyor. Deneyin odağında, çok kısa ömürlü bir sistem olan muonium (pozitif müon + elektron) bulunuyor. Araştırmacılar, muoniumun kendiliğinden antimuoniuma (antimadde eşi) dönüşüp dönüşmediğini arayacak.

Bu dönüşümün tespiti, parçacık fiziğinde kritik bir ilke olan lepton tat korunumunu ihlal edeceği için büyük önem taşıyor. Ekip, muoniumdan antimuoniuma geçişin, diğer “yüklü lepton tat ihlali” (CLFV) arayışlarından farklı olarak, özellikle ΔLℓ = 2 türü modelleri test etmekte “temiz ve benzersiz” bir pencere sunduğunu vurguluyor.

Muonium dönüşümü için 100 kat daha hassas arayış

Bu etkinin en güncel sınırı 1999’da İsviçre’de Paul Scherrer Institute’ta konmuştu. MACE, hassasiyeti 100 kattan fazla artırmayı ve dönüşüm olasılığını O(10^-13) seviyelerine kadar indirebilmeyi hedefliyor. Bunun için daha güçlü bir yüzey müon demeti, yeni geliştirilen silika aerogel hedefi ve çok hassas ölçüm yapabilen dedektörler gibi bileşenler bir araya getiriliyor.

Eğer aranan sinyal yakalanırsa, araştırmacılar bunun 10–100 TeV aralığına uzanan yeni fizik ölçeklerine işaret edebileceğini belirtiyor. Ayrıca MACE’in ilk aşamasında, muoniumla ilgili başka nadir süreçler ve lepton tat ihlali içeren olaylar da (örneğin M→γγ ve μ→eγγ) rekor düzeyde duyarlılıkla incelenmek isteniyor.

Çalışmanın bir diğer yönü de teknoloji etkisi: muonium üretim hedefleri, düşük enerjili pozitron taşınım sistemleri ve yüksek çözünürlüklü dedektörler gibi araçların malzeme bilimi ve tıbbi araştırmalar gibi alanlarda da kullanım potansiyeli olduğu ifade ediliyor. MACE; Huizhou’daki HIAF ve CiADS gibi büyük araştırma altyapılarının etrafında şekillenen daha geniş bir girişimin parçası olarak, Çin’in yüksek hassasiyetli nükleer ve parçacık fiziğinde küresel ölçekte daha görünür olmasına katkı sunmayı amaçlıyor.

Kaynaklar ve Bağlantılar:

• Nuclear Science and Techniques — “Conceptual design of the muonium-to-antimuonium conversion experiment (MACE)” (2026) DOI: 10.1007/s41365-025-01876-0
• ScienceDaily haberi (2 Şubat 2026): https://www.sciencedaily.com/releases/2026/02/260201231159.htm