Evrenin en zor parçasını tartmak


Gümüşi vakum haznesi, bir zamanlar fütüristik ve eski moda olan paslanmaz çelik paneller arasındaki kaynakların belli belirsiz Art Deco çizgilerini andıran bir zepline benziyor. Hindenburg’un onda biri, ama yine de mavi bir balina kadar büyük olan gemi, Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü’ndeki (KIT) hangar benzeri bir binada, görünüşünden uzaklaşmaya hazır görünüyor. Topraküstü olmasına rağmen, oda ilginç bir amaca sahiptir: en atomik parçacıkların, nötrino’nun en zor ve gizemli ağırlığındadır.

Fizikçiler 2001’de Karlsruhe Tritium Neutrino (KATRIN) deneyini kurdular. Şimdi 60 milyon avroluk projenin parçaları nihayet bir araya geliyor ve KATRIN araştırmacıları önümüzdeki yılın başlarında veri almaya başlamayı planlıyorlar. Projede çalışan yaklaşık 140 araştırmacı için KIT’teki fizikçi ve sözcüsü Guido Drexlin, “Bu gerçekten geri sayım için son” dedi.

Fizikçiler, evrenin başka herhangi bir madde parçacıklarından daha fazla içerdiğinden, nötrinoların ağırlığını bilmiyorlar. Her kübik santimetre uzayda, büyük patlamadan kalan yaklaşık 350 ilkel nötrin ortalaması ve güneş her birimiz için trilyonlarca yüksek enerjili nötrino gönderir. Ancak kimse farketmez, çünkü parçacıklar madde ile çok zayıf bir şekilde etkileşime girer. Sadece birkaç tanesini işaretlenerek ölçülebilir ve bu büyük bir detektör gerektirir. Nötrino tartmak için basit bir yol yok.

Bunun yerine, son 70 yıldır fizikçiler, parçacıkların ortaya çıktığı belli bir nükleer çürümeyi trityumun beta bozunumunu nötrino kütlesini çıkarmak için kullandılar. Bu deneyler, nötrino kütlesi üzerinde sadece üst sınırları  belirledi. KATRIN fizikçilerin en son, en iyisi devrim niteliğinde yeni bir teknolojisi  ile bunu ölçmek istiyor.

Seattle’daki Washington Üniversitesinden (UW) fizikçi ve KATRIN üyesi Peter Doe “Bu yolun sonu” diyor.

KATRIN deneyini fizikçilerin başaracaklarına dair bir güvencesi yok. Uzaydan nötrinolar bulan dev yeraltı dedektörleri gibi çok farklı deney sonucu şimdi nötrinoların kütlesiz olamayacağını biliyorlar. Ancak son yıllarda, kozmosun en uzaktaki ölçeklerdeki uzak alan haritalarından elde edilen veriler, KATRIN’i kavramak için nötrino’nun çok hafif olabileceğini düşündürüyor. Yine de, kozmologlar bile deneyin yapmaya değer olduğunu söylüyorlar. Nötrino kütlesi KATRIN’den kaçarsa, kozmos hakkındaki mevcut anlayışları bir başka testten geçecek.

Nötrinolar ilk önce yokluğun varlığına ihanet ettiler. 1914’de, İngiliz fizikçi James Chadwick, beta çürümesi üzerinde çalışıyordu; bu, bir çekirdeğin bir elektron yayınladığı, bir nötronu bir protona dönüştürdüğü bir radyoaktif bozunma şekli idi. Enerjinin korunması, belirli bir çekirdeğin elektronlarının, kurşun 214 olduğunu söylerken, her zaman aynı enerjiyle ortaya çıkması gerektiğini ileri sürdü. Bunun yerine Çadwick, sanki enerji yok oluyor gibi sıfıra uzanan bir dizi enerjiyle ortaya çıktığını gösterdi.

Bu gözlem, fizikte ufak bir krize neden oldu. Büyük Danimarkalı kuramcı Niels Bohr, enerjinin atom ölçeğinde korunmayabileceğini bile önermişti. Bununla birlikte, 1930’da, puckish Avusturyalı kuramcı Wolfgang Pauli sorunu daha basitçe çözdü. Beta çürümesinde, ikinci, görünmeyen bir parçacık elektron ortaya çıkar ve enerji rasgele bir fraksiyon ile absconds, speküle etti. Parçacık hafif olmalıydı bir protonun kütlesinin % 1’inden daha az olmalıydı.

Üç yıl sonra, İtalyan fizikçi Enrico Fermi, varsayımsal parçacığı nötrino olarak adlandırdı. Beta bozunumunu daha kapsamlı bir teori geliştirirken, Fermi hemen elektronların enerji spektrumunun nötrino’nun ana özelliklerinden biri olan kütlesi için bir ipucu kaldığını fark etti. Parçacık kütlesiz ise, spektrum, elektronun tek başına ortaya çıkması durumunda sahip olacağı enerjiyle aynı kalacaktır – nötrino’nun neredeyse hiç enerjiyle ortaya çıkmadığı bozulmalara karşılık gelir. Nötrinanın kütlesi varsa, spektrum kütleye eşit bir miktarda sınırdan aşağıya düşmelidir. Nötrino tartmak için, fizikçiler sadece beta çürümede elektron spektrumunun üst ucunu haritalamışlardı.


Kaynak:Tıkla

 

 

zvr
Bu içeriğe emoji ile tepki ver !

Yönetici

Moleküler Biyoloji ve Genetik

Bir Cevap Yazın