Evrenin en gizemli parçacıkları olan nötrinolar hakkında bugüne kadarki en kesin ölçümler yayımlandı. Çin’in güneyindeki Jiangmen Yeraltı Nötrino Gözlemevi JUNO, dünyanın en büyük nötrino detektörü olarak kabul ediliyor ve yalnızca iki ay üzere kısa bir müddet çalışmasına karşın, farklı nötrino tiplerinin temel parametrelerini eşsiz bir hassasiyetle ölçmeyi başardı.
JUNO’nun birinci sonuçları, nötrino fiziğindeki iki temel parametrenin pahasını daraltıyor: Biri, nötrino tatlarının (elektron, müon ve tau) farklı kütle durumlarıyla nasıl birleştiğini tanımlayan karışım açısı; başkası ise bu kütle durumları karelerinin farkı.
JUNO sözcüsü yardımcısı Gioacchino Ranucci, bu muvaffakiyetin büyüklüğünü şu sözlerle açıklıyor: “JUNO faaliyete geçmeden evvel, bu parametreler yarım yüzyıllık bir dizi deneyden geliyordu. Biz ise 59 günde 50 yıllık ölçümün önüne geçtik. Bu, JUNO’nun ne kadar güçlü olduğu hakkında bir fikir veriyor.“
Standart Model’in ötesine açılan tek kapı
Nötrinolar, unsurla neredeyse hiç etkileşime girmiyor ve tartıları yok denecek kadar az. Bu yüzden “hayalet parçacıklar” olarak isimlendiriliyorlar ve trilyonlarcası her saniye bedenimizden geçiyor. Fizikçiler, bu parçacıkları daha yakından incelemek istiyor zira nötrinolar, atom altı dünyayı açıklayan ana teorimiz olan Standart Model’i yıkma potansiyeline sahip.
Standart Model, nötrinoların kütlesi olacağını varsayım etmemişti. Nötrinoların kütleye sahip olduğunun keşfi, nötrino salınımı ismi verilen bir olgudan kaynaklanıyor. Üç farklı nötrino sürümü, uzay ve vakit boyunca hareket ederken kimlikleri ortasında geçiş yapıyor. Ranucci, “Salınım olayı, nötrinoların şu ana kadar Standart Model’in varsayım etmediği bir özelliğe sahip tek parçacık olduğu manasına geliyor” diyor ve ekliyor: “Yani nötrinolar, Standart Model’in ötesindeki fiziğe açılan tek kapı.“
Dünyanın en büyük yeraltı dedektörü
Bilim insanları, nötrinoları incelemek ve Standart Model’in ötesini araştırmak için yerin derinliklerinde devasa detektörler inşa ediyor. Dünya kabuğu burada başka parçacıkların birçoklarına karşı doğal bir kalkan misyonu görüyor, bu sayede hayalet parçacıklar detektörde varlıklarını aşikâr etme bahtı buluyor.
JUNO, bu detektörlerin en yenisi ve en büyüğü. 35 metre genişliğinde küre halindeki detektör, 20.000 metrik ton sıvı sintilatör tutuyor. Nötrino bu sıvı ile etkileşime girdiğinde, özel olarak formüle edilmiş sıvı bir ışık parlaması üretiyor. Tankın kenarındaki sensörler, bu parlamayı hassasiyetle belirleyerek nötrino hakkında bilgi sağlıyor.
JUNO, evvelki detektörlerden 20 kat daha fazla sıvı sintilatör içerdiği için nötrinolara karşı kıymetli ölçüde daha hassas. Bu hassaslık, araştırmacıların salınım parametrelerini eşsiz bir hassasiyetle ölçmesine imkan tanıdı.
JUNO grubunun büyük maksatları var: Gelecekte daha fazla bilgi ile salınım parametrelerinde hassasiyeti daha da artırmayı umuyorlar. Ömrü boyunca JUNO, nötrino kütle durumlarını sıralayabilir ve cihanda neden husus kadar antimadde görmediğimize dair ipuçlarını bulabilir.
