Nötrino, evrendeki en yakalanması zor parçacıklardan biridir ve süper gizemli karanlık maddeden sonra ikincisidir. Zayıf nükleer etkileşime katılırlar ve nükleer füzyon ve bozunmadan sorumludurlar. Ne zaman nükleer bir şey olsa, nötrinolar vardır. Örneğin, Güneş'in çekirdeği dev bir nükleer füzyon reaksiyonudur, bu nedenle elbette oldukça fazla nötrino üretir. Bilim adamları, başparmağınızı Güneş'e doğru kaldırabilseydiniz, her saniye yaklaşık 60 milyar nötrinonun başparmağınızdan geçeceğini söylüyorlar. Ancak nötrinolar madde ile o kadar nadiren etkileşime girerler ki, trilyonlarca ve trilyonlarca nötrino vücudunuzdan her saniye geçse de, yaşamınız boyunca vücudunuza fiilen çarpacak toplam nötrino sayısı birden fazla değildir.
Nötrinolar o kadar hayaletimsi ki, onlarca yıldır fizikçiler bu parçacıkların hiç kütlesi olmadığını ve evrende ışık hızında seyahat ettiklerini varsaydılar. Son çalışmalar, nötrinoların az olduğunu, ancak önemli olduklarını kanıtladı. Kesin kütle miktarı, aktif bilimsel araştırmanın konusudur. Üç tür nötrino vardır: elektron nötrino, müon nötrino ve tau nötrino. Her biri farklı türde nükleer reaksiyonlara karışır ve ne yazık ki, üç tür nötrino da seyahat ederken kimlik değiştirme konusunda esrarengiz bir yeteneğe sahiptir.
Nötrino kütlesinin, parçacık fiziğinin Standart Modelinde, temel etkileşimlere ilişkin mevcut ve en iyi teorimizde bir açıklaması yoktur. Dolayısıyla fizikçiler iki şey yapmak istiyor: üç tür nötrinonun kütlelerini ölçmek ve bu kütlelerin nereden geldiğini anlamak. Bu, çok fazla deney yapmaları gerektiği anlamına gelir.
Örneğin Japonya'daki Kamiokande deneyi, 1987A süpernovası tarafından yayılan nötrinoların tespit edilmesini mümkün kıldı. Bunun için 50 tondan fazla su içeren bir tanka ihtiyaçları vardı. Antarktika'daki IceCube nötrino gözlemevi çıtayı yükseltmeye karar verdi. Bu gözlemevi, Güney Kutbu'nda katı bir kilometre küp buzdan ve buza bir kilometre batırılmış Eyfel Kulesi büyüklüğünde düzinelerce alıcı dizisinden oluşuyor. On yıllık çalışmanın ardından, IceCube tarihteki en enerjik nötrinolardan bazılarını tespit etti ve kökenlerini bulmak için ilk adımları attı.
Ayrıca ilginç:
- Evrendeki ilk parçacıklar yeniden yaratıldı. Spoiler uyarısı: garip görünüyorlar
- Ukraynalı fizikçiler yeni bir temel parçacığın keşfine katıldılar - oderon
Hem Kamiokande hem de IceCube neden bu kadar çok su kullanıyor? Bilim adamları, neredeyse her şeyin büyük bir parçasının bir nötrino detektörü olabileceğini söylüyor, ancak saf su idealdir. Geçen trilyonlarca nötrinodan biri rastgele bir su molekülüyle çarpıştığında, kısa bir ışık parlaması yayar. Gözlemevleri yüzlerce fotoreseptör içerir ve suyun saflığı, bu dedektörlerin flaşın yönünü, açısını ve yoğunluğunu çok kesin bir şekilde belirlemesine izin verir (eğer suda safsızlıklar varsa, flaşın nereden geldiğini yeniden oluşturmak zor olurdu. hacim).
Bu çalışmalar sıradan, "gündelik" nötrino aramaları için uygundur. Ancak en enerjik nötrinolar son derece nadirdir ve en büyüleyici ve ilginç olanlardır çünkü onlara yalnızca evrendeki en büyük dev olaylar neden olabilir.
Ne yazık ki, IceCube'ün tüm gücü, on yıllık bir gözlemin ardından, bu süper güçlü nötrinolardan yalnızca bir avuç kadarını yakalayabildi. Pasifik Okyanusu Nötrino Deneyi (P-ONE) girişimindeki ekip, Pasifik Okyanusu'nun izole edilmiş ancak geniş bir parçasını bir nötrino dedektörüne dönüştürmeyi önerdi. Uzun, kilometre uzunluğundaki fotodedektör dizilerinin okyanusun dibine indirileceği ve bunlara şamandıraların takılacağı, böylece detektörlerin dev mekanik algler gibi suda dikey olarak duracağı varsayılmaktadır.
Şu anda, P-ONE tasarımı, her biri 10 optik eleman içeren yedi adet 20 telli küme içermektedir. Bu, Pasifik Okyanusunda birkaç kilometre uzaklıkta yüzen toplam 1400 fotodedektördür. Nötrinolar okyanus suyuna çarptığında ve küçük bir parlama yaptığında, dedektörler bunu takip edebilecek.
Ancak Pasifik Okyanusu, tuz, plankton ve her türlü balık atığı ile temiz olmaktan uzak. Bu, filamentler arasındaki ışığın davranışını değiştirecek ve doğru bir şekilde ölçülmesini zorlaştıracaktır. Bu nedenle bilim adamları, deneyin tüm değişkenleri ayarlamak ve nötrinoları güvenilir bir şekilde izlemek için sürekli kalibrasyon gerektireceğini belirtti. Ancak, P-ONE ekibi bunun üzerinde çalışıyor ve konseptin kanıtı olarak daha küçük bir iki akışlı demo oluşturmayı planlıyor.
Ayrıca okuyun:
- Astrofizikçiler ilk kez nötron yıldızları ve kara deliklerin birleşmesini izlediler.
- Yeni keşfedilen bir hibrit parçacık elektronikte devrim yaratabilir