Bilim insanları, nötrinoların ya da 'hayalet parçacıkların' maddenin ilk kurallarının yazılmasına yardım etmiş olabileceğini düşünüyor.
REKLAM
Çin'in güneyindeki granit bir tepenin altında, etrafımızda gizlenen sırlarla dolu hayalet parçacıkların izini sürecek devasa bir dedektör neredeyse tamamlanmak üzere.
Jiangmen Yeraltı Nötrino Gözlemevi çok yakında akıllara durgunluk verecek kadar küçük kütleli minik kozmik parçacıklar olan nötrinoları tespit etmek gibi zor bir göreve başlayacak.
Dedektör, bu anlaşılması zor hayalet parçacıkları en ince ayrıntısına kadar incelemek üzere dünya genelinde inşa edilen üç dedektörden biri. Amerika Birleşik Devletleri (ABD) ve Japonya'da bulunan diğer ikisi halen yapım aşamasında.
Nötrinoları gözetlemek, evrenin nasıl oluştuğunu anlama arayışında hatırı sayılır bir başarı.
Northwestern Üniversitesi'nde teorik fizikçi olan ve projede yer almayan Andre de Gouvea, Çin'in önümüzdeki yıl devreye girecek olan çalışmasının teknolojiyi yeni sınırlara taşıyacağını söyledi.
"Eğer bunu başarabilirlerse, inanılmaz olur."
Nötrinolar nedir?
Nötrinoların geçmişi Büyük Patlama'ya (Big Bang) kadar uzanıyor ve her saniye trilyonlarcası vücudumuzun içinden geçiyor. Güneş gibi yıldızlardan püskürüyorlar ve atom parçaları bir parçacık hızlandırıcıda çarpıştığında dışarı akıyorlar.
Bilim insanları nötrinoların varlığını neredeyse bir asırdır biliyor ancak parçacıkların gerçekte ne olduğunu anlamanın henüz ilk aşamalarındalar.
JUNO olarak bilinen dedektörün yönetimine yardımcı olan Cao Jun, "Dünyamızda en az anlaşılan parçacık bu," dedi. "Bu yüzden onu incelememiz gerekiyor."
Etrafta vızıldayan minik nötrinoları kendi başlarına tespit etmenin bir yolu yok. Bunun yerine, bilim insanları diğer madde parçalarıyla çarpıştıklarında ne olduğunu ölçerek ışık parlamaları veya yüklü parçacıklar üretiyorlar.
Nötrinolar diğer parçacıklarla çok nadiren çarpışır, bu nedenle fizikçilerin bir çarpışma yakalama şanslarını artırmak için büyük düşünmeleri gerekiyor.
De Gouvea, "Bu nötrinoları nasıl ölçeceğimizin çözümü, çok çok büyük dedektörler inşa etmekte," dedi.
Küçük parçacıkları ölçmek için büyük bir dedektör
Çin'in Kaiping kentindeki 300 milyon dolarlık (285 milyon euro) dedektörün yapımı dokuz yıldan fazla sürdü. Yerin 2,297 feet (700 metre) altındaki konumu onu sinir bozucu kozmik ışınlardan ve nötrino koklama yeteneklerini bozabilecek radyasyondan koruyor.
Çarşamba günü işçiler inşaatın son adımına başladı. Sonunda, küre şeklindeki dedektörü nötrinolar geçtiğinde ışık yayacak şekilde tasarlanmış bir sıvıyla dolduracaklar ve her şeyi arıtılmış suya daldıracaklar.
Detektör, 50 km uzaklıktaki iki nükleer enerji santralindeki çarpışmalardan üretilen antinötrinoları (nötrinoların tersi olan ve bilim insanlarının onların davranışlarını anlamalarını sağlayan) inceleyecek.
Antinötrinolar dedektörün içindeki parçacıklarla temas ettiklerinde bir ışık parlaması üretecekler.
Dedektör, uzun süredir devam eden bir gizemle ilgili önemli bir soruyu yanıtlamak üzere tasarlandı. Nötrinolar uzayda ilerlerken üç farklı tür arasında geçiş yapıyorlar ve bilim insanları bunları en hafiften en ağıra doğru sıralamak istiyorlar.
Duke Üniversitesi'nde fizikçi olan ve projede yer almayan Kate Scholberg, zaten kaçamak olan parçacıklarda bu ince değişimleri algılamanın zor olacağını belirtti.
"Aslında bunun peşinden gitmek bile çok cesurca bir şey," dedi.
Çin'in dedektörü önümüzdeki yılın ikinci yarısında çalışmaya başlayacak. Bundan sonra, verilerin toplanması ve analiz edilmesi biraz zaman alacak - bu nedenle bilim insanlarının nötrinoların gizli yaşamlarını tam olarak ortaya çıkarmak için beklemeye devam etmeleri gerekecek.
Benzer iki nötrino detektörü - Japonya'daki Hyper-Kamiokande ve ABD'deki Deep Underground Neutrino Experiment - yapım aşamasında.
Bu detektörlerin 2027 ve 2031 yıllarında faaliyete geçmesi planlanıyor ve Çin'deki detektörün sonuçlarını, farklı yaklaşımlar kullanarak kontrol edecekler.
Çin'in bu çabasının baş bilim adamı ve proje yöneticisi Wang Yifang, "Sonuçta fiziğin doğasını daha iyi anlıyoruz," dedi.
Evrenin nasıl oluştuğunu anlamak
Nötrinolar diğer parçacıklarla çok az etkileşime girse de, zamanın başlangıcından bu yana varlar.
Bu Büyük Patlama kalıntılarını incelemek, bilim insanlarına evrenin milyarlarca yıl önce nasıl geliştiği ve genişlediği konusunda ipucu verebilir.
Scholberg, "Onlar büyük resmin bir parçası," dedi.
Araştırmacıların nötrinoların yanıtlamaya yardımcı olabileceğini umdukları bir soru, evrenin neden ezici bir çoğunlukla maddeden oluştuğu ve karşıtı olan antimaddenin büyük ölçüde yok olduğudur.
Bilim insanları her şeyin nasıl bu kadar dengesiz hale geldiğini bilmiyorlar ancak nötrinoların maddenin ilk kurallarının yazılmasına yardımcı olabileceğini düşünüyorlar.
Bilim insanlarına göre kanıt, parçacıklarda yatıyor olabilir. Elbette bunu öğrenmek için onları yakalamaları gerekecek.