Ayna maddesi

Fizikte, ayna maddesi, gölge maddesi ya da Alice maddesi olarak da adlandırılır, sıradan maddeye varsayımsal bir karşılıktır. Modern fizik mekansal simetriyi üç temel tipte inceler: yansıma, dönme ve öteleme. Bilinen element parçacıkları dönme ve öteleme ile ilgilidir, ayna yansıma simetrisi ile değil ( buna p-simetri ya da parite (denklik)).
Dört temel etkileşimden elektro manyetizm, güçlü etkileşim, zayıf etkileşim ve yerçekimi- sadece zayıf etkileşim eşitliği bozabilir (parity). Zayıf etkileşimler içinde parite ihlali ilk kez 1956 yılında τ- bulmaca için bir çözüm olarak Tsung Dao Lee ve Chen Ning Yang tarafından kabul edildi. Zayıf etkileşimine eşitlik(parity) durumunda değişip değişmediğini test etmeye yönelik bir dizi deney önerdiler. Bilinen parçacıkların zayıf etkileşim eşitliğini ihlal ettiği bu deneyler yarım yıl sonra yapıldı ve onaylandı. Fakat parçacık içeriği büyütülür ise parite simetri doğanın temel bir simetrisi olarak restore edilebilir, bu nedenle her parçacığın bir ayna ortağı vardır. Temel fikirler daha geriye dayansa da bu teorinin modern formu 1991 de açıklanmıştır. Ayna parçacıkları kendi aralarında sıradan parçacıklarla aynı şekilde etkileşime geçerler. Ama sırdan parçacıklar solak etkileşim gösterirken aya parçacıkları sağlak gösterir. Bu nedenle, her sıradan parçacık için bir ayna parçacığının olması şartıyla, ayna yansıma simetrisi doğanın tam bir simetrisi olarak kabul edilebilir. Eşitlik te kendiliğinden Higgs potansiyeline bağlı olarak bozulabilir. Bozulmamış eşit simetri durumda parçacık kütleleri ayna partnerleriyle aynı olur, bozulmuş eşit simetri durumda ise ayna partnerleri daha hafif ya da ağır olur. Ayna maddesi, eğer varsa, sıradan madde ile zayıf etkileşime girmesi gerekir. Çünkü ayna parçacıkları arasındaki etkileşim ayna bozonları aracılığıyla oluşur. Graviton istinasıyla, bilinen bozonlardan hiçbiri, onların ayna partneriyle özdeş olamaz. Ayna maddesi ve sıradan maddeler birbirini sadece kuvvetler vasıtasıyla etkilerken; yerçekimi, ayna bozonları ve sıradan bozonların karrışımlarının kinetic kuvvetidir ya da Holdom parçacıklarının değşim kuvvetidir. Bu karşılıklı etkileşimler sadece çok zayıf olabilir. Ayna parçacıkları, bu yüzden evrendeki karanlık maddenin sonuçları olduğu varsayılır.
Bolluk izotop oranı
Manyetik monopoller gibi ayna maddesi şişme döneminde gözle görülmeyecek kadar seyreltilir. Sheldon Glashowun gösterdiği üzere eğer yüksek enerjili parçacıklar ( ayna parçacıkları ve sıradan parçacıklarla güçlü etkileşimler yapar) , ışınımsal düzeltimler fotonların ve ayna fotonlarının karışmasına neden olur. Bu karışımın verilen elektrik yükünün (çok küçük sıradan elektrik yükleri) etkisine sahiptir. Foton ve ayna foton karışımının diğer bir etkisi ise pozitronyum ve ayna pozitronyumu arasında salınıma neden olmasıdır. Pozitronyum ayna pozitronyumuna dönüşebilir ve ayna pozitronyumuna parçalanabilir.
Karanlık Madde
Eğer ayna maddesi, evrende bol bir şekilde bulunuyorsa ve foton ve ayna fotonu karışımı aracılığıyla sıradan bir maddeyle etkileşime geçerse bu karanlık maddede gözlemlenebilir. Deneyleri DAMA/Nal ve onun yerine gelen DANA/LIBRA.
Aslında pozitif DAMA/Nal kara madde sinyalini hala sonuç vermeyen kara madde deneylere rağmen açıklayabilen birkaç kere madde adayından biridir.
Elektromanyetik Etkiler
Ayna olayı elektromanyetik alan penetrasyonu deneylerinden de tespit edilebilir ve bu gezegenlerle ilgili bilimlerin astrofiziğin sonuçları olabilir.
Yerçekimsel Etkiler
Eğer ayne olayı evrende yeterli bollukta varsa onun kütle çekimsel etkisi de saptanabilir. Çünkü ayna madde sıradan maddeyle benzerlik gösterir. Bu yüzden ayne olayının bir kısmının ayna galaksileri, ayna yıldızları, ayna gezegenleri vb formlarında var olması beklenir. Bu objeler kütleçekimsel mikromercekleme yoluyla saptanabilir yıldızın bazı bölümlerinin benzerleri gibi ayna objelerine sahip olması beklenebilir. Böyle durumlarda yıldız spektrumlarındaki periyodik Dopple yer değiştirmeleri tespit edilebilmedilir. Bu sonuçların belki çoktan gözlenmiş olduğundan dair bazı ipuçları vardır.
Alternatif Terminoloji
ayna maddesi ayrıca genelde antimadde olarak bilinen terime alternatif olarak ve antimaddenin herhangi bir madde ile bütün imkanlı yolların tersi olması dışında aynı olması olarak yazar ve fizikçi Dr Robert r. Forward tarafından tanıtılmıştır(i. e., CPT).(Forward rus fizikçileri tarafından ayna parçacıkları kelimesine eşit şekilde ters dönmüş maddenin diğer sıradan maddelerle etkileşime girmeyeceği anlamında kullanıldığından haberdar değildi.)bu, onun mirror matter: pioneering antimatter physics(1988) kitabında ve biçimlendirilmiş küçük eleşti ri Mirror Matter Newsletter (1986-1990) da açığa kavuşturulmuştur. Ancak anti madde için ayna olayı meselesinin kelimesinin kullanılması asla başkaları tarafından kullanılmamış ve yaygın kullanımda da değildir.