Yerin 700 metre altına dev küre bıraktılar: Sürekli aramaya devam ediyor

Her saniye vücudumuzdan trilyonlarcası geçiyor ama hiçbirini hissetmiyoruz. Bilim dünyasının "hayalet parçacıklar" olarak adlandırdığı nötrinolar, evrenin en büyük sırlarından birini saklıyor. Çin'de yerin yüzlerce metre altında inşa edilen devasa dedektör JUNO (Jiangmen Yer Altı Nötrino Gözlemevi), bu gizemi aydınlatacak ilk önemli bilimsel sonuçlarını dünya ile paylaştı. Nature dergisinde yayımlanan bu heyecan verici çalışma, modern fiziğin en zorlu bulmacalarından birini çözmeye bir adım daha yaklaştığımızı gösteriyor.

MADDENİN İÇİNDEKİ HAYALETLER KEŞFEDİLDİ

Nötrinolar; uzayda neredeyse ışık hızında hareket eden, elektriksel yükü olmayan ve kütlesi sıfıra yakın olan son derece küçük kozmik parçacıklardır. Onları "hayalet" yapan en büyük özellikleri ise maddelerle neredeyse hiç etkileşime girmemeleridir. Şu an bu yazıyı okurken bile vücudunuzdan her saniye trilyonlarca nötrino neredeyse hiçbir iz bırakmadan geçip gidiyor. Kütleleri o kadar düşük ve yapıları o kadar çekingendir ki, bilim insanlarının onları tespit edebilmesi için dış dünyadan tamamen yalıtılmış devasa teknolojiler inşa etmesi gerekiyor.

YERİN 700 METRE ALTINDAKİ DEV KÜRE

Çin'de bulunan JUNO dedektörü, dış dünyadaki kozmik gürültüden ve yanıltıcı sinyallerden izole olabilmek amacıyla yaklaşık 700 metre derinlikte bir yer altı laboratuvarı olarak inşa edildi. Dev bir küre şekline sahip olan bu gözlemevi, veri toplama sürecine geçtiğimiz ağustos ayında başladı.

JUNO, doğrudan uzayı gözlemlemek yerine çok stratejik bir konumdan yararlanıyor. Yakındaki iki nükleer santralde meydana gelen reaksiyonlar sırasında açığa çıkan antinötrinolar —yani nötrinoların karşıt özelliklere sahip versiyonları— yerin altındaki dedektörün içine ulaşıyor. Bu parçacıklar dedektörün içindeki maddelerle karşılaştığında son derece kısa süreli ışık parlamaları oluşturuyor. Araştırmacılar da bu minik ışık sinyallerini gelişmiş sensörlerle analiz ederek parçacıkların gizemli davranışlarını çözüyor.

İLK İKİ AYLIK VERİ AÇIKLANDI

Bilim dünyasında büyük yankı uyandıran ve JUNO araştırma ekibi tarafından paylaşılan ilk sonuçlar, yalnızca iki aylık bir veri toplama sürecine dayanıyor. Ancak bu kısa süre bile dedektörün gücünü kanıtlamaya yetti. Açıklanan bulgular, nötrinoların uzayda yolculuk ederken üç farklı tür arasında nasıl dönüşüm geçirdiğine dair şimdiye kadar elde edilmiş en hassas ölçümlerden bazılarını sunuyor. Çalışmada yer almayan Duke Üniversitesi fizikçilerinden Kate Scholberg, bu sonuçların gelecekte ortaya çıkacak daha heyecan verici keşifleri sabırsızlıkla beklemesine neden olduğunu belirtiyor.

Fizikçilerin çözmek istediği en kritik sorulardan biri, üç nötrino türünün kütlelerinin birbirine göre nasıl sıralandığı. Mevcut teorilere göre iki nötrino türü birbirine oldukça yakın bir kütleye sahipken, üçüncü tür tamamen farklı bir yapıda. Ancak araştırmacılar henüz iki ağır ve bir hafif nötrino mu bulunduğunu, yoksa tam tersinin mi geçerli olduğunu kesin olarak bilmiyor. Çalışmanın ortak yazarlarından ve JUNO iş birliği üyesi Liangjian Wen'e göre, elde edilen ilk sonuçlar bu soruya henüz net bir yanıt vermese de, sistemin nötrino türleri arasındaki bu çok ince kütle farklarını ortaya çıkarabilecek olağanüstü bir hassasiyete sahip olduğunu net bir şekilde gösteriyor.

KÜRESEL "HAYALET AVI" KIZIŞMAYA BAŞLADI

Önümüzdeki on yıl içinde nötrino araştırmalarında küresel bir yarış ve büyük bir veri paylaşım dönemi başlayacak. JUNO'nun açtığı bu yola yakında iki devasa dedektör daha katılacak: Japonya merkezli Hyper-Kamiokande ve ABD merkezli DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment). Önümüzdeki on yıl içinde faaliyete geçmesi planlanan bu iki büyük proje, JUNO'dan farklı yöntemlerle çalışacak. Elde edilecek tüm bu sonuçlar birbiriyle karşılaştırılacak ve böylece evrenin oluşumuna, maddenin temel yapı taşlarına dair karanlıkta kalan tüm noktalar küresel bir iş birliğiyle aydınlanmış olacak.