Nötrino adı verilen çok sayıda atomaltı parçacık evrenin yapısında önemli bir rol oynamaktadır. Bir zamanlar kütlesi olmadığı düşünülen bu zar zor algılanabilen parçacıkların şimdi bir kütlesi varmış gibi görünüyor.
Bu ölçümün tam olarak ne olduğunu tespit etmek için hala deneysel araştırmalara ihtiyaç var. Bu küçük sorunun çözümüne yönelik yenilikçi bir yaklaşım, uluslararası bir bilim ekibi tarafından geliştirildi.
Bir nötrinonun kütlesinin keşfi bilimde bir dönüm noktası olacaktır; bunun en önemli nedeni, Evren’in ilk oluşumuna ışık tutacak olmasıdır. Ancak bu parçacıklar şu anda kullandığımız cihaz ve dedektörlerle işbirliği yapmaya direniyordu.
Yakın zamanda yapılan bir araştırmaya göre çözüm, özellikle trityum olarak bilinen hidrojenin nadir radyoaktif formundaki beta bozunmasının izlenmesinde yatıyor olabilir. Bu radyoaktif bozunma sürecine tanıklık etmek mümkündür, bu da sonuçta ilgili nötrinoların kütlesini ortaya çıkarabilir.
Kuzeybatı Pasifik Ulusal Laboratuvarı’ndan fizikçi Brent VanDevender’a göre, “teorik olarak, teknolojideki gelişmeler ve ölçek büyütme ile nötrino kütlesini saptamak için gerekli aralığa girme konusunda gerçekçi bir şansımız var.”
Bir helyum iyonu, bir elektron ve bir nötrino, trityum bozunduğunda ortaya çıkan üç atom altı parçacıktır. Bilim adamları nötrinonun kütlesinin kayıp bileşen olacağı konusunda iyimserler çünkü toplam kütlenin ve diğer parçacıkların kütlelerinin farkındalar.
Yöntem, CRES ya da siklotron radyasyon emisyon spektroskopisi adı verilen ve bir manyetik alan boyunca hareket ederken ayrılan elektronlardan gelen mikrodalga radyasyonunu tespit edebilen ve eşlik eden nötrinonun etkilerini çıkarabilen bir tekniğe dayanıyor.
Yale Üniversitesi fizikçisi Talia Weiss’a göre “nötrino inanılmaz derecede hafiftir.” Ağırlığı bir elektronun 500.000 katından fazladır. Dolayısıyla nötrino ve elektron aynı anda üretildiğinde nötrinonun kütlesi elektronun hızı üzerinde çok az bir etkiye sahip oluyor.
“Biz bu küçük etkiyi arıyoruz. Bu nedenle elektronların ne kadar hızlı hareket ettiğini belirlemek için çok hassas bir yaklaşım gerekiyor.
Bu son çalışma, benzer nitelikteki önceki araştırmalarda kullanılan bir teknik olan CRES’i kullanarak trityum beta bozunumlarını analiz eden ve nötrino kütlesi için bir üst sınır belirleyen ilk çalışmadır. Halen aşılması gereken önemli teknolojik engeller olsa da, CRES bu türdeki diğer teknolojilerden daha iyi büyüme ve gelişme potansiyeline sahiptir.
Nötrino kütlesinin nükleer ve parçacık fiziği, astrofizik ve kozmoloji de dahil olmak üzere tüm ölçeklerdeki fizikteki önemi araştırmacılar tarafından vurgulanmaktadır. Hatta bu parçacığı nihayet tarttığımızda fiziğin tamamen yeni bir alanıyla karşılaşabiliriz.
Washington Üniversitesi’nden fizik profesörü Elise Novitski, “Bunu başka kimse yapmıyor” dedi. “Mevcut bir tekniği değiştirmeye çalışmıyoruz.
Kaynak: sciencealert
