Proton Ölçümü Standart Modeli Zorluyor

Yeni proton yarıçapı ölçümü, standart modelin çok hassas bir testine kapı açtı. Atomik hidrojen üzerinden yapılan analiz, standart model öngörülerinin deneyle “milyarda birin onda biri” düzeyinden daha iyi uyuştuğunu gösteriyor.

Protonun “gerçek” boyutu, 10 yılı aşkın süredir parçacık fiziğinin canını sıkan bir bilmecenin merkezindeydi. Farklı deneylerin proton yarıçapı için birbiriyle uyuşmayan değerler vermesi, bilim insanlarının hedeflediği aşırı hassasiyetle bazı temel kuram testlerini yapmasını zorlaştırdı.

Şimdi yeni bir çalışma, proton yarıçapını yeterince kesin biçimde belirleyerek bu tıkanıklığı önemli ölçüde açmış görünüyor. Lothar Maisenbacher ve ekibi, 11 Şubat’ta Nature’da yayımlanan sonuçlarında, standart modelin deneyle milyarda birin onda biri mertebesinden daha iyi bir doğrulukla uyuştuğunu rapor ediyor.

Proton ile hidrojenin frekans testi

Araştırmacılar, hidrojen atomlarında iki enerji seviyesi arasındaki sıçramayı tetiklemek için gereken ışınımın frekansını ölçtü. Bu ölçüm, başka verilerle birleştirildiğinde protonun yarıçapının yaklaşık 0,84 trilyonda bir milimetre olduğunu işaret etti. Sonuç, protonun geçmişte düşünülenden daha küçük olduğunu söyleyen çok sayıda ölçümle de uyumlu; ayrıca bazı eski deneylerin önerdiği yaklaşık %4 daha büyük değeri dışlayacak kadar hassas.

Bu netlik, standart modeli sınamak için kritik bir adım oldu: Kuram, deneyde ölçülen geçiş frekansını hesaplayabiliyor; ancak bunun için proton yarıçapının bağımsız bir değerine ihtiyaç var. Ekip, “büyük mü küçük mü?” tartışmasını çözünce, küçük yarıçapı destekleyen başka bir bağımsız ölçümü—muonic hydrogen (elektron yerine muon içeren egzotik hidrojen)—referans alarak standart model tahminini daha sağlam biçimde karşılaştırabildi.

Sonuçta standart modelin, özellikle de elektrik yüklü parçacıklar ile ışığın etkileşimlerini açıklayan quantum electrodynamics (QED) ayağının bir kez daha doğrulandığı görülüyor. Yine de Maisenbacher’a göre bu tür testler, standart modelin açıklayamadığı karanlık madde gibi olgular düşünüldüğünde, fizikçilerin “eksik parçayı” aramayı sürdürmesi açısından önemli: Kuramın bir noktada mutlaka sınırına dayanması bekleniyor.

Kaynaklar ve Bağlantılar:

• L. Maisenbacher et al., “Sub-part-per-trillion test of the Standard Model with atomic hydrogen”, Nature (11 Şubat 2026). https://www.nature.com/articles/s41586-026-10124-3
• Science News – Emily Conover: https://www.sciencenews.org/article/proton-test-standard-model