Indiana Üniversitesi'ndeki bilim insanları, evrenin oluşumunu anlamada büyük bir ilerleme kaydetti. Başarıları, uzayda ve maddede sonsuza dek dolaşan neredeyse kütlesiz parçacıklar olan nötrinoları inceleyen iki büyük uluslararası araştırma ekibinin, ABD'deki NOvA ve Japonya'daki T2K'nin eşi benzeri görülmemiş iş birliğinden geldi.
Nature dergisinde yayınlanan bulgular, araştırmacıları bilimin en derin gizemlerinden birini çözmeye, yani Evren'in neden hiç yokken madde, yıldızlar, gezegenler ve yaşamla dolu olduğu sorusuna bir adım daha yaklaştırdı.
MADDE-ANTİMADDE ASİMETRİSİ
Her iki deneyde de güçlü parçacık hızlandırıcılar kullanılarak nötrino demetleri üretiliyor ve yer altında muazzam mesafeler kat edildikten sonra gözlemleniyor. Nötrinolar, uzayda hareket ederken bir türden diğerine dönüşme gibi sıra dışı bir yeteneğe sahiptir. Araştırmacılar, bu salınımların nasıl meydana geldiğini ve nötrinolar ile antimadde benzerleri (antinötrinolar) arasında farklılık gösterip göstermediğini anlamaya çalışıyor.
Veri kümelerinin birleştirilmesi, nötrino salınımını yöneten parametrelerin ve özellikle de nötrinolar ve antinötrinolar arasında tespit edilen asimetriyle ilgili olanların daha doğru bir ölçümünü sağladı.
CP SİMETRİSİ İHLALİ
Ortak çalışmanın sonuçları, madde ve antimaddenin kusursuz ayna görüntüleri gibi davranması ve fizik kurallarının her ikisi için de aynı kalması gerektiği fikri olan CP simetrisine odaklanıyor. Ancak bilim insanları bunu gözlemlemiyor; çünkü evren neredeyse tamamen maddeden oluşmuş durumda. Çalışmanın sonuçları, nötrinoların ve antinötrinoların salınım biçiminde bir dengesizlik olduğunu ve CP simetrisini ihlal ettiklerini gösteriyor.
IU Bloomington Sanat ve Bilim Fakültesi Fizik Bölümü Başkanı ve Seçkin Profesör Mark Messier, nötrinoların antimadde ikizlerinden farklı davrandığını ve bu ipucunun, evrenimizin neden madde içerdiğini açıklamaya yönelik ilk adım olabileceğini belirtti. Messier, "Neden hiçbir şey yerine bir şey var sorusunda ilerleme kaydettik," dedi.
İKİ KÜRESEL GÖZLEMEVİ BİRLEŞTİ
Bu çığır açan çalışma, iki büyük nötrino gözlemevinin verilerinin benzersiz bir şekilde bir araya getirilmesiyle mümkün oldu. NOvA, Chicago yakınlarındaki bir kaynaktan nötrino demetini 810 kilometre ötedeki Minnesota'daki dev dedektörüne gönderiyor. Japonya'daki T2K ise Tokai'deki hızlandırıcıdan 295 kilometre ötedeki Süper Kamiokande dedektörüne demeti yolluyor.
İki deneyin birbirini tamamlayan hassasiyetlerinden yararlanan bu iş birliği, nötrinoların nasıl davrandığını belirleme becerilerini önemli ölçüde geliştirdi. NOvA'nın daha uzun baz hattı (mesafesi) ile T2K'nin daha kısa ancak daha yoğun ışını, araştırmacıların bulgularını benzeri görülmemiş bir hassasiyetle çapraz kontrol etmelerini sağladı.
IU araştırmacıları, dedektör bileşenlerinin tasarımından deneysel verilerin yorumlanmasına kadar projenin birçok aşamasında yer alırken, Profesör Messier 2006 yılından bu yana projede liderlik rollerini üstlendi.
GELECEK ARAŞTIRMALARIN ZEMİNİ
Profesör Messier, "Bu sorunun büyüklüğü karşısında şaşkına dönmek yerine, evrende neden var olduğumuza dair bir cevaba doğru ilerleme kaydedebiliriz" diyerek nötrinoları kullanarak başka soruları ele almayı amaçlayan gelecekteki araştırma programlarının zeminini hazırladıklarını söyledi.
Çalışma, büyük ölçekli bilimsel projelerin fiziğin çok ötesinde getiri sağladığını da vurguluyor. Nötrinoları tespit etmek için geliştirilen teknolojilerin, yüksek hızlı elektronikten gelişmiş veri işlemeye kadar endüstrinin farklı alt sektörlerinde uygulama alanı bulduğu belirtildi.
