Kırk üç yıl önce, Teorik Fizikçi Daniel Freedman, her türlü madde ile dolaşan az anlaşılır ve zorlayıcı parçacıklardan olan nötrinoların; belirli koşullar altında, onları algılanmasını daha kolay hale getirecek bir şekilde etkileşime girebileceğini öngördü.
Günümüzde ise ilk kez uluslararası bir araştırma ekibi, dünyadaki en küçük nötrino dedektörü ile Deneysel Olarak Tutarlı Saçılma adı verilen fenomeni kanıtlamıştır.
Bilim insanları, nükleer araştırmalardaki ve nükleer reaktörlerin izlenmesi için yeni teknolojilerdeki büyük ilerlemelerin yolunu açabilir.
Tipik olarak nötrino dedektörleri binlerce ton ağırlığa sahipler, ancak Chicago Üniversitesi‘nden Deneysel Fizik Profesörü Juan Collar ve meslektaşları sadece 32 libre ağırlığa sahip, yeni bir dedektör geliştirdi. (14.5 kilogram) Böylelikle taşınabilir ve çeşitli durumlarda kullanıma uygun olması sağlandı.
Deney için fizikçiler dedektörü; Tennessee’deki Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı‘ndaki Spallation Nötron Kaynağı‘ndan (SNS) yaklaşık 20 metre uzağa yerleştirdi.
SNS esasen, bir nötron kaynağı olarak kullanılır. Ancak yan ürün olarak nötrinolar üretir. Bilim adamları dedektörün atom çekirdeğinin nötrinoların tutarlı dağılmasını ölçebildi. Tipik olarak, nötrinolar bir çekirdek içinde bireysel protonlar veya nötronlarla etkileşime girer. Fakat 1974’de Freedman tarafından öngörülen tutarlı dağılmada, yaklaşmakta olan bir nötrino çekirdeğin tüm yükü ile etkileşime girer.
Araştırmacı “Bu tür etkileşim benzersizdir, nötrinolar eylemde olduğunu gördüğümüz diğer tüm yollardan çok farklıdır. Sorun, bu etkileşimin sonucudur; nötrino hedefimize ulaştıktan sonra algılayabileceğimiz şey çok ince ve çekirdeğe karşı çok düşük enerjili bir vuruş.”
Etki, bir bilardo oyununa benzer: Beyaz top (başlangıç topu), bilardo masasının ortasına yerleştirilen üçgen halindeki toplara vurur. Böylece enerji bir toptan diğer toplara yayılır ve onları iter.
Collar: “Bilardo topları atom ölçeğinde yaşananlara benzer. Nötrino gelir ve tüm çekirdeği vurur. Çekirdek yakın çekirdeğe çarpar ve konsantre bir bozukluk oluşturur ve ışık ortaya çıkar.”
Araştırmacılar, etkileşimden gelen ışığı ölçmek için bir parçacık tarafından vurulduğunda ışık yayacak özel bir sintilatör kristali kullandılar. Lüminesans (ışıldama-soğuk ışık) düzeyini arttırmak için araştırmacılar, sezyum iyodür kristaline sodyum ekledi.
Collar: “Nötrino çok gizemli parçacıklardır. İnsanlar onları ‘hayalet parçacıklar’ olarak adlandırıyorlar. Çünkü birbirleriyle etkileşim kurmadan, dünyayı dolaşabiliyorlar. Bildiğimiz tüm parçacıklardan başka herhangi bir maddenin formuyla etkileşim olasılığı en düşük olanlar nötrinolardır.”
Araştırmacılardan Yaka, yeni araştırmanın nötrino bilimindeki gelişmelere değil; aynı zamanda nükleer endüstride de pratik uygulamalara öncülük etmesini umuyor. Örneğin, nötrinler nükleer reaktör duvarları boyunca kolaylıkla dolaştığı için, reaktörün içinde ne olup, bittiğini anlamada kullanılabilirler.
Collar, “Nükleer reaktörün yanında taşınabilir bir dedektör alıp, nötrino akışını izleyebilirsiniz. Bu nötroyum akışı; aslında reaktör operatörünün içinde ne yaptığına dair inanılmaz derecede zengin bir bilgidir.”
Yeni deney, diğer dedektörlerin test edilmesine devam edecek olan COHERENT Projesi‘nin bir parçasıdır.
5G heterojen radyo erişim ağları için eşgüdümlü kontrol ve spektrum yönetimi şeklinde tanımlanan COHERENT Projesi‘nin amacı; mobil ağlar, yazılım tanımlı ağlar ve esnek spektrum yönetimi alt katmanlarının soyutlanmasıyla ilgili yenilikçi yaklaşımları birleştirerek, heterojen mobil ağlar için birleşik bir kontrol ve koordinasyon çerçevesi oluşturmaya yöneliktir. COHERENT Yaklaşımı‘nın uygulanabilirliğini ve faydalarını göstermek için gerçek bir kavram-proof prototipi oluşturulacaktır.
Dünya’nın En Büyük Nötrino Dedektörü ise Güney Kutbu’ndaki IceCube Neutrino Gözlemevi’ndedir.
/2017/06/15/hayalet-parcaciklar-ile-evrenin-diger-yuzu/
