Parçacık fiziğinin Standart Modeli’ni yeniden yazma potansiyeli taşıyan ve evrenin gizemli ‘karanlık maddesini’ açıklayabileceği düşünülen steril nötrinoların izini süren bilim insanları, önemli bir eşiği geride bıraktı. Almanya’daki Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü’nde (KIT) bulunan ve 70 metrelik devasa yapısıyla dikkat çeken KATRIN (Karlsruhe Tritium Neutrino) deneyi, trityum beta bozunması üzerinden yürüttüğü hassas taramaların sonuçlarını paylaştı.
36 MİLYON ELEKTRON İNCELENDİ
Max-Planck Nükleer Fizik Enstitüsü ekibi tarafından yürütülen çalışmada, 2019-2021 yılları arasında 259 günlük bir süre zarfında 36 milyon elektron kaydedildi. Yüksek çözünürlüklü spektrometreler kullanılarak yapılan bu çalışma, trityum beta bozunması kullanılarak steril nötrinolar için yapılan ‘en hassas doğrudan arama’ olarak kayıtlara geçti.
Analizleri yöneten Heidelberg Max-Planck Enstitüsü’nden Thierry Lasserre, elde edilen verilerin ışığında hafif steril nötrinoların varlığına dair herhangi bir ize rastlanmadığını açıkladı. Bu sonuç, daha önce’Neutrino-4’ gibi deneylerin ortaya attığı ve dördüncü bir nötrino türünün varlığına işaret eden iddiaları da doğrudan çürütmüş oldu.
STANDART MODEL KORUNDU
Bilim dünyasında elektron, müon ve tau olmak üzere üç nötrino türü kabul ediliyor. Ancak nükleer reaktör ölçümlerindeki bazı tutarsızlıklar, maddeyle neredeyse hiç etkileşime girmeyen ‘steril’ (kısır) bir dördüncü nötrinonun varlığına işaret ediyordu. KATRIN deneyinin sonuçları, birkaç eV² (elektronvolt kare) kütle aralığındaki hafif steril nötrinoların varlığını büyük ölçüde eledi. Lasserre, "Sonuçlarımız, reaktör deneylerini tamamlayıcı niteliktedir ve bilinen nötrino türleriyle karışabilecek hafif steril nötrinoları artık tutarlı bir şekilde dışlamaktadır" değerlendirmesinde bulundu.
2026’DA YENİ BİR PENCERE AÇILACAK: TRISTAN
Hafif steril nötrino umutları azalsa da fizikçiler pes etmiş değil. KATRIN eş sözcüsü Kathrin Valerius, 2025 yılına kadar veri toplama sürecinin devam edeceğini ve istatistiksel verilerin altı katına çıkacağını belirtti. Bu süreç, hassasiyet sınırlarının daha da zorlanmasına olanak tanıyacak.
Asıl büyük adım ise 2026 yılında atılacak. ‘TRISTAN’ adı verilen büyük bir güncelleme ile KATRIN dedektörü dönüştürülecek. Bu yeni nesil sistem, trityum beta bozunma spektrumunun tamamını ölçerek, evrenin karanlık maddesini oluşturma potansiyeli olan daha ağır (keV kütle aralığındaki) steril nötrinoları arayacak. Bilim insanları, hayalet parçacık avında henüz son sözün söylenmediğini vurguluyor.
