Çin'deki Jiangmen Yeraltı Nötrino Gözlemevi'nde bulunan dedektör, anlaşılması zor hayalet parçacıkları en ince ayrıntısına kadar incelemek üzere dünyada inşa edilen üç dedektörden biri. Nötrinoları gözetlemek, evrenin nasıl oluştuğunu anlama arayışında önemli bir başarı olarak görülüyor. Peki bu yeni çalışma ile evrenin nasıl oluştuğuna dair gizemleri çözebilecek miyiz?
Çin'in güneyindeki granit bir tepenin altında, etrafımızda gizlenen gizemli hayalet parçacıkların kokusunu alacak devasa bir dedektör neredeyse tamamlanmak üzere. Jiangmen Yeraltı Nötrino Gözlemevi yakında nötrinoları tespit etmek gibi zor bir göreve başlayacak: Akıllara durgunluk verecek kadar küçük kütleli minik kozmik parçacıklar.
Dedektör, bu anlaşılması zor hayalet parçacıkları en ince ayrıntısına kadar incelemek üzere dünya genelinde inşa edilen üç dedektörden biri. Amerika Birleşik Devletleri ve Japonya'da bulunan diğer ikisi hâlâ yapım aşamasında. Nötrinoları gözetlemek, evrenin nasıl oluştuğunu anlama arayışında küçük bir başarı değil. Northwestern Üniversitesi'nde teorik fizikçi olan Andre de Gouvea, Çin'in önümüzdeki yıl devreye girecek olan çalışmasının teknolojiyi yeni sınırlara taşıyacağını söyledi. “Eğer bunu başarabilirlerse, bu inanılmaz olur” dedi.
Nötrinoların geçmişi Büyük Patlama'ya kadar uzanıyor ve her saniye trilyonlarcası vücudumuzdan 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. Bu yüzden onu incelememiz gerekiyor” dedi.
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 üretiyor. Nötrinolar diğer parçacıklarla çok nadiren çarpışıyor, bu nedenle fizikçiler bir çarpışma yakalama şanslarını artırmak için büyük düşünmek zorunda. De Gouvea, “Bu nötrinoları nasıl ölçeceğimizin çözümü çok çok büyük dedektörler inşa etmektir” dedi.
Çin'in Kaiping kentindeki 300 milyon dolarlık dedektörün yapımı dokuz yıldan fazla sürdü. Yerin 700 metre altındaki konumu, nötrino koklama yeteneklerini bozabilecek sinir bozucu kozmik ışınlardan ve radyasyondan koruyor. İşçiler bugün inşaatın son adımına başladı. Sonunda, küre şeklindeki dedektörü nötrinolar geçtiğinde ışık yayacak şekilde tasarlanmış bir sıvıyla dolduracaklar ve her şeyi arıtılmış suya daldıracaklar. Dedektör, 50 kilometre uzaklıkta bulunan iki nükleer enerji santralindeki çarpışmalardan üretilen antinötrinoları inceleyecek. Antinötrinolar dedektörün içindeki parçacıklarla temas ettiklerinde bir ışık parlaması üretecek.
Dedektör, uzun süredir devam eden bir gizemle ilgili kilit bir soruyu yanıtlamak için özel olarak tasarlandı. Nötrinolar diğer parçacıklarla çok az etkileşime girse de, zamanın başlangıcından beri 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 bilmiyor, ancak nötrinoların maddenin ilk kurallarının yazılmasına yardımcı olabileceğini düşünüyorlar. Bilim insanlarına göre kanıt, parçacıklarda yatıyor olabilir. Bunu öğrenmek için onları yakalamaları gerekecek.