Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

Temel parçacıklar arasında yalnızca fotonların sayısı daha fazladır. Yine de nötrinolar madde ile zar zor etkileşime girdiği için, tespit edilmeleri herkesin bildiği gibi zordur.

Nötrino'nun varlığı ilk olarak 1930'larda öne sürüldü ve ardından 1950’ lerde doğrulandı. Yıllar sonra, kısmen elektrik yükü olmadığı için adlandırılan nötrino hakkında pek çok şey, kaç çeşit nötrino var olduğu, ne kadar kütleye sahip oldukları, bu kütlenin nereden geldiği ve manyetik özelliklere sahip olup olmadıkları da dahil olmak üzere bir sır olarak kalıyor.

Bu gizemler, fizikçi Alan Chodos ve bilim muhabiri James Riordon tarafından yazılan Ghost Particle'ın kalbinde yer alıyor. Kitap, şaşırtıcı parçacığa bilgilendirici, takip etmesi kolay bir giriş niteliğindedir. Chodos ve Riordon, okuyuculara nötrinonun nasıl keşfedildiği, onun hakkında bildiklerimiz, bilmediklerimiz ve yanıtları sağlayacak (parmak çarpı işareti) devam eden ve gelecekteki deneyler konusunda rehberlik ediyor.

Bu cevapları bekleyenler sadece nötrino fizikçileri değil. Riordon, nötrinoların "hem evreni hem de onun içindeki varlığımızı anlamak için inanılmaz derecede önemli olduğunu" söyledi. Örneğin, nötrinonun maskesini düşürmek, karanlık maddenin doğasını açığa çıkarmanın anahtarı olabilir. Ya da evrenin madde muammasını açıklığa kavuşturabilirdi: Büyük Patlama eşit miktarda madde ve antimadde, yani elektronların, protonların vb. karşıt yüklü karşılıklarını üretmiş olmalıydı. Madde ve antimadde temas ettiklerinde birbirlerini yok ederler. Yani teoride, bugün evren boş olmalı ama değil. Maddeyle dolu ve nedense çok az antimadde var.

Science News, dergiye sık sık katkıda bulunanlardan biri olan Riordon ile bu bulmacalar ve nötrinoların evreni gözlemlemek ve hatta kendi gezegenimizi görmek için nasıl bir araç olarak hareket edebileceği hakkında konuştu. Aşağıdaki konuşma, uzunluk ve netlik için düzenlendi.

Birinci bölümde, nötrinolar hakkında cevaplanmamış sekiz soru listeliyorsunuz. Cevaplanması en acil olan hangisi?

Riordon: Kendi antiparçacıkları olup olmadıkları muhtemelen en büyüklerinden biri. Nötrinoların kendi antiparçacıkları olduğu önerisi, içinde yaşadığımız bu madde kalıntısının varlığı da dahil olmak üzere her türlü soruna zarif bir çözümdür. Bu, var olan en başarılı teorilerden biridir, ancak nötrinoların kütlesi olduğu gerçeğini açıklayamaz.

Şu an nötrinolar hakkında bir kitap yazmak için iyi bir zaman mı?

Riordon: Nötrinolarla ilgili tüm bu sorular şu anda bir şekilde kafa karıştırıyor nötrinoların kendi antiparçacıkları olabileceğine dair ipuçları nötrinoların standart modele pek uymadığı, steril nötrinoların varsayımsal bir nötrino olup olmadığı. Karanlık madde için bir aday. Önümüzdeki birkaç yıl içinde, bu soruları yanıtlamaya yardımcı olacak pek çok deney olacak ve her iki şekilde de çözüm heyecan verici olacak.

Nötrinolar, bilim adamlarının bir dizi fenomeni gözlemlemelerine yardımcı olmak için de kullanılabilir. Nötrinoların yardımcı olabileceği en ilginç sorulardan bazıları nelerdir?

Riordon: Basitçe nötrinolarla yapılması gereken, başka teknolojik alternatifi olmayan bazı gözlemler var. Geçmişe bakmak için ışığa dayalı teleskopları kullanmanın bir sorunu var. Tarihin çok gerisini görebilen bu gerçekten harika James Webb Uzay Teleskobumuz var.

Ama bir noktada, yeterince geriye gittiğinizde, evren temelde ışığa karşı opaktır; içini göremezsin. Kozmik nötrino arka planının Büyük Patlama'dan bir saniyeden daha kısa bir süre sonra oluşan nötrinolar nasıl tespit edileceğini ve nasıl ölçüleceğini daralttığımızda, en başa dönüp bakmanın bir yolu olacak. Yerçekimi dalgaları dışında, başka hiçbir şeyle o kadar geriyi göremezsiniz. Yani bize evrenin başlangıcına bir tür teleskop verecek.

Diğer bir şey ise, bir süpernova olduğunda, içeride her türlü gerçekten harika şey olur ve bunu nötrinolarla görebilirsiniz çünkü nötrinolar hemen bir patlamayla ortaya çıkar. Biz buna "kozmik nötrino bombası" diyoruz, ancak süpernovayı devam ederken takip edebilirsiniz. Işıkla, [yıldız patlamasından] çıkması biraz zaman alır. Yakınlarda bir süpernova olacak. 1987’ den beri hiç olmadı. Gökyüzünde görülür son süpernovaydı ve araştırma için bir nimetti. Artık dünya çapında nötrino detektörlerimiz olduğuna göre, bir sonraki araştırma için daha da iyi, daha da heyecan verici olacak. Ve daha iyi aletler geliştirirsek, Dünya'nın merkezinde neler olup bittiğini anlamak için nötrinoları kullanabiliriz. Dünyanın merkezini araştırmanızın başka yolu yok. Sismik dalgalar kullanıyoruz, ancak çözünürlük gerçekten düşük. Böylece gezegenin nötrinolardan oluştuğuna dair birçok soruyu çözebiliriz.

Nötrinoların hikayesinde favori bir karakteriniz var mı?

Riordon: Büyükbabam Clyde Cowan'ı kesinlikle çok severim o ve Frederick Reines, nötrinoları tespit eden ilk fizikçilerdi. Ancak Reines sürükleyici bir karakter. O şiirseldi, o bir şarkıcıydı, o gerçekten bu yaratıcı güçtü. Kitapta, o zamanki Soğuk Savaş sırasında balistik füze erken uyarı sistemlerini bir nevi yankılayan "süpernova erken uyarı sistemi" için dedektörlerine bu "SNEWS" işaretini koyduklarından bahsetmiştim. Bu çok olgun. 

Makale: bookshop.org