Kanada'nın Ontario kentinde, yerin kilometrelerce altında, dış dünyadan tamamen izole edilmiş devasa bir saf su tankı aniden görünmez bir parıltıyla aydınlandı. Bilim insanları, milyarlarca yıldır evrenin her yerinde dolaşan ama neredeyse hiç iz bırakmayan gizemli bir yapının ilk kez saf su kullanılarak yakalandığını duyurdu.
Tarihe geçen bu olayda bilim insanları, tam 240 kilometre uzaklıktaki bir nükleer reaktörden fırlatılan ve "hayalet parçacık" olarak bilinen bir antinötrinoyu sadece su kullanarak tespit etmeyi başardı. Physical Review Letters dergisinde yayımlanan bu çığır açıcı keşif, gelecekte çok daha ucuz, güvenli ve erişilebilir bir nükleer takip teknolojisinin kapısını araladı
NÖTRİNO VE ANTİNÖRTİNA DİLEMELİ
Nötrinolar, evrende en bol bulunan ancak incelenmesi en zor olan parçacıklardır. Kütleleri neredeyse sıfırdır, elektrik yükleri yoktur ve maddelerle neredeyse hiç etkileşime girmezler. Şu an bu satırları okurken bile vücudunuzdan, dağlardan ve hatta trüm yerküreden hiçbir şeye çarpmadan, adeta maddeler hayaletmiş gibi geçip gider0ler.
Antinötrinolar ise bu hayaletlerin "anti-madde" ikizleridir. Nükleer reaktörlerdeki radyoaktif bozunmalar sırasında muazzam miktarda antinötrino açığa çıkar. Ancak enerjileri o kadar düşüktür ki, onları yakalamak samanlıkta iğne aramaktan çok daha zordur.
DÜNYANIN EN DERİN LABORATUVARI
Bu imkansız görevi başaran yer, yerin 2 kilometre altında kurulu olan dünyanın en derin yeraltı laboratuvarı SNO+ oldu. Tepedeki devasa kaya kütlesi, uzaydan gelen kozmik ışınları bir kalkan gibi engelleyerek bilim insanlarına pürüzsüz ve net bir sinyal alanı sağladı.
Laboratuvardaki 780 tonluk devasa küresel tank normalde ışığı artıran özel bir kimyasal sıvıyla (parıldatıcı) çalışıyor. Ancak kalibrasyon yapıldığı dönemde tankın içi geçici olarak ultra saf suyla doldurulmuştu. İşte bilim dünyasını şaşırtan keşif, bu saf suyun topladığı veriler incelenirken ortaya çıktı.
Antinötrino suya çarptığında, sudaki bir protonla etkileşime girerek bir nötron açığa çıkarır. Bu nötron suyun içindeki hidrojen çekirdeği tarafından yakalandığında, tıpkı ses duvarını aşan uçakların çıkardığı sonik patlama gibi, sıvı içinde ışıktan hızlı hareket eden parçacıkların oluşturduğu mavi bir parıltı (Cherenkov radyasyonu) yayar.
Normalde su dedektörleri belli bir enerji seviyesinin altındaki sinyalleri yakalayamazken, SNO+ olağanüstü hassasiyeti sayesinde bu sınırı yıktı. Bilim insanları, %99.7 gibi devasa bir kesinlik oranıyla (3 sigma) hayalet parçacığı saf su içinde sobelemeyi başardı.
KARANLIKTA YENİŞ BİR ÇAĞ YÜKSELİYOR
Bu keşif, gelecekte nükleer reaktörlerin ürettiği enerjiyi ve potansiyel nükleer tehditleri kilometrelerce uzaktan, sadece devasa su tankları kullanarak izleyebileceğimiz anlamına geliyor.
SNO+ laboratuvarı, o günden bu yana boş durmadı. Bilim insanları, bu hassas dedektörü kullanarak Güneş'in kalbinden gelen nötrinoların yeraltındaki karbon atomlarını nasıl azot atomlarına dönüştürdüğünü bile saniye saniye izledi. Bu, şimdiye kadar ölçülen en düşük enerjili nötrino etkileşimlerinden biri olarak kayıtlara geçti.
MADDDENİN İKİZİ KENDİSİ Mİ?
Nötrinolar doğrudan ölçülemediği için hala haklarında çok az şey biliyoruz. Fizik dünyasının en büyük gizemlerinden biri, nötrinolar ile antinötrinoların aslında tamamen aynı parçacık olup olmadığı. Eğer bilim insanları yeraltının bu zifiri karanlığında, daha önce hiç görülmemiş nadir bir radyoaktif bozunmayı yakalayabilirse, evrenin varoluş sırrına dair en büyük bulmaca çözülmüş olacak.
