Fermilab’deki Nötrino Deneyi, Karanlık Maddeyi Çözebilir mi?

Nötrinolar evrendeki en yaygın parçacıklar. Aslında her saniye 100 trilyon tanesi vücudunuzda zararsız bir şekilde dolaşır. Diğer maddelerle nadiren etkileşime girdikleri için “hayalet parçacıklar” olarak adlandırılırlar. Bolluklarına rağmen bu parçacıklar, atomaltı evrende tespit edilmesi en zor olanlardan bazılarıdır.

SBND, Brezilya, İspanya, İsviçre, Birleşik Krallık ve Amerika Birleşik Devletleri’nden 250’den fazla bilim insanını içeren Fermilab‘ın Kısa Temel Nötrino Programının son bileşeni. Dedektör Fermilab’ın nötrino ışın kaynağının yakınında yer almakta ve her gün yaklaşık 7.000 nötrino etkileşimi gözlemliyor ki bu da diğer benzer dedektörlerden daha fazla veri sunduğu anlamına geliyor.

Şu anda nötrinoların bilinen üç “çeşidi” var: müon, elektron ve tau. İlginçtir ki, nötrinolar hareket halindeyken bu türler arasında gidip gelirler. SBND’nin ana hedefi bu salınımları araştırmak ve belki de yeni fiziğin şimdiye kadar bilinmeyen bir alanını ortaya çıkarabilecek yeni bir “steril” nötrino türünün kanıtlarını keşfetmektir.

Bu yazılarımıza da göz atabilirsiniz;

• Ultra Soğuk Atomlar Direnç Olmaksızın Akıyorlar
• Tutulmalardan Yerçekimi Dalgalarına
• Antiferromanyetik Alanların Görüntülenmesi

Sheffield Üniversitesi’nden Profesör Vitaly Kudryavtsev ve Dr. Rhiannon Jones yönetimindeki bir ekip, SBND’nin büyük miktardaki nötrino sinyallerini okumak ve işlemek için gerekli donanım ve yazılımın oluşturulmasında etkili oldu.

Profesör Kudryavtsev, “ICARUS’ta SBND gözlemlerine dayanarak beklenenden daha az nötrino keşfedersek yeni parçacıkların ve ‘karanlık madde’ gibi önemli süreçlerin gizli evrenine açılan bir kapı sağlayabiliriz. Öte yandan, tahminlerle herhangi bir farklılık gözlenmemesi yeni olaylara işaret eden önceki verilerin veri yorumlama sorunlarından veya değerlendirilmemiş belirsizlikten etkilendiğini gösterir.”

Yeni parçacık keşifleri olasılığının yanı sıra SBND, halen devam etmekte olan bir diğer önemli nötrino girişimi olan Derin Yeraltı Nötrino Deneyi (DUNE) gibi girişimler için kritik veriler sağlayacaktır.

Nötrinolar fiziğin ve kozmolojinin en kafa karıştırıcı sorularından birine yanıt verebilir: karanlık maddenin ne olduğu. On yıllardır süren araştırmalara rağmen, büyük karanlık madde parçacıkları hala bulunamadı. Ancak bazı hipotezler, bu bulunması zor maddenin hafif, nötrino benzeri parçacıklardan oluşabileceğini öne sürüyor.

SBND fizik koordinatörü Andrzej Szelc, “Teorisyenler bir nötrino demetinde yaratılabilecek hafif karanlık parçacıklara ilişkin çeşitli karanlık sektör modelleri geliştirdiler ve SBND bu modellerin gerçek olup olmadığını değerlendirebilecek.” dedi.

Nötrino ile ilgili diğer bir haber de, su altı gözlemevi Astroparticle Research with Cosmics in the Abyss (ARCA) uzaydan gelen ultra yüksek enerjili bir nötrinonun kanıtını keşfetmiş olabilir. ARCA Akdeniz’in 3,500 metre altında faaliyet gösteriyor. CERN de Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nı kullanarak nötrino araştırmaları yürütüyor.