Hayalet Parçacıklar; Nötrinolar

Nötrinolar, bir diğer adı ile hayalet parçacıklar bize kendilerini göstermeseler de evrenin büyük bir bölümünü oluşturuyor. Peki bu göremediğimiz, madde ile etkileşimi neredeyse sıfır olan bu parçacıkların varlığını nasıl biliyoruz? Neden nötrinoları araştırıyoruz, neden onları tanımak istiyoruz?

Nötrinoları gözlemlesi bu kadar zor olduğu halde onları anlamaya çalışmamızın nedeni ise çok açık, nötrinolar evren ile çok eski bir geçmişe sahip. Henüz proton ve nötron bile yokken evrenin nötrinolar ile dolu olduğunu biliyoruz. Nötrinoları anlamak istiyoruz. Çünkü evreni anlamak istiyoruz.

Işık hızına yakın bir hıza sahip olan nötrinoların elektriksel yükü sıfır ve kütlesi neredeyse sıfıra yakın. Bu temel parçacıklar ilk olarak 1930 yılında Wolfgang Pauli tarafından öngörüldü. Pauli’nin elde ettiği denklemlere göre, bilinmeyen bir parçacık girenler parçacıklar ile çıkan parçacıklar arasındaki enerji, momentum ve açısal momentum farkını taşıyordu. Pauli teorik olarak elde ettiği bu bilinmeyen parçacığa ”nötron” adını verdi. Ardından 1932 yılında James Chadwick şu an günümüzde bilinen nötrinonun kütlesinden çok daha büyük bir kütleye sahip bir parçacık buldu ve adına ”nötron” dedi. Bilim dünyasında iki farklı parçacık için kullanılan nötron adı kafaları karıştırmaya başlamıştı ki 1934 yılında ortaya Enrico Fermi çıktı. Beta bozunması teorisini üreten Fermi kütlesi neredeyse sıfıra yakın olan bu parçağına İtalyanca da küçük nötron anlamına gelen ”nötrino” adını verdi.

Nötrinoların elektirksel yükü sıfır olduğu için maddelerin içinden neredeyse etkileşmeden geçerler ve hızları da ışık hızına yakın olduğu için nötrinoları algılaması oldukça zordur. Fakat 1955 yılında Clyde Cowan ve Frederick Reiness adlarındaki iki bilim insanı onları ilk kez tespit etmeyi başardı. Bir nükleer rekatörün yaydığı anti-nötrinolar varlığını tespit ettiğimiz ilk nötrinolar ile tarihe geçti.

Nötrinoları tespit etmek için diğer kozmik parçacıkların etkilerinden uzak durulması gerekiyor bu nedenle yerin altına inşa edilen gözlemevleri saf su veya başka sularla doldurulmuş depolar ve çevresindeki dedektörlerden oluşuyor.

Doğal ve yapay olmak üzere nötrinoları iki gruba ayırabiliriz. Doğal nötrinolar uzaydan Dünya’mıza gelen nötrinolardır. Uzaydan Dünya’ya çarpan kozmik parçacıkların atomlarla etkileşmesi sonucu çok sayıda nötrino oluşur.Sadece Güneşte gerçekleşen füzyon reaksiyonları sonucunda nötrinolar Dünya’mızın santimetre kare başına 65 milyar civarında düşer ama asıl güçlü nötrino kaynakları süpernovalardır. Nötrinoları daha rahat inceleyebilmek için parçacık hızlandırıcılarında nötrinolar oluşturarak deneyler yapılmakta.

Yazan: Ezgi Miray GÖK

Kaynak*

YouTube Kanalımız

Leave a reply

Please enter your comment!
Please enter your name here