GÖRSEL: Orta İtalya’da, 2200’ü aşkın ışıga duyarlı dedektör yaklaşık 14 metre çaplı Borexino Deneyi’nin içini dolduruyor. Sıvı hidrokarbonla dolu bir tankın içine bakan, yukarıda fotoğrafını gördüğünüz sensörler ilk kez, güneşin ana enerji kaynağından nötrinoları gözlemledi.
Credit: NEUTRINO NET
Borexino, Güneş hakkında gözlemler yapmak üzere, İtalya Ulusal Nükleer Fizik Enstitüsü, Gran Sasso Ulusal Laboratuvarı’nda uluslarası işbirliğiyle yürütülen, yedi yıl önce başlamış bir parçacık fiziği deneyi. Güneş kaynaklı, düşük enerjili (MeV) atomaltı parçacıklardan biri olan nötrinoları gözlemliyor. Hacmi oldukça büyük olan deney düzeneği Orta İtalya’da, bir dağın altında, deniz seviyesinden 3500 m aşağıda bulunuyor. Güneşe dikkatle bakmak için, üzerinde 2200 ışık toplama sensörü bulunan; 13,7 metre çaplı paslanmaz çelikten yapılmış düzenek, Güneş’in çekirdeğinden kaçan nötrinoların yol açtığı anlık ışık parlamalarını gözleyen, kocaman bir dedektörden başka bir şey değil.
Deneyin yedinci yılında, araştırmayı yürüten bilimciler, 28 Ağustos’ta Nature’da yayınladıkları bir raporla, dedektörün Güneş’in ana nükleer tepkimesinin uzaklaştırdığı nötrinoların bir belirtisini, ilk kez yakaladığını duyurdu.
Peki, bu haber neden önemli? Güneş, varlığını sürdürmeye borçlu olduğu enerjisini hidrojeni helyuma dönüştürerek, kendi yaratıyor. Atom altı temel parçaçıklardan biri olan nötrinolar, işte bu dönüştürme işleminde ortaya çıkan bir yan ürün. Işık hızına yakın hıza ve sıfıra yakın küçüklükte bir durgun kütleye sahipler. Elektriksel yükü sıfır olan nötrinoların en ilginç özelliğiyse neredeyse hiç etkileşmeden maddelerin içinden geçebilmesi. Aslında her yerde var olmalarına karşın, bütün bu özellikleri yüzünden onları hiç algılayamıyoruz. Düşünebiliyor musunuz? Dünya’dan her saniyede, kabaca 10 seksilyon (milyar trilyon) nötrino bir tek atoma bile dokunmadan geçiyor!
İşte, farkedilmesi bu denli zor olan nötrinoları yakalamak üzere Borexino’nun sensörleri 300 ton sıvı hidrokarbonla doldurulmuş bir tankı çevreliyor. Ara sıra, bir nötrino sıvının içindeki bir elektrona çarpıyor ve ışık parlaması doğuruyor. Böylece, dedektör bu parlamayı saptıyor. Araştırmacılar da algılamaların oranını ve her parlamadaki enerji miktarını kaydederek, nötrinonun hangi kaynaktan geldiğini tanımlayabiliyor. Bu deney, araştırmacıların güneşi yaşatan enerji kaynağına ilişkin öne sürdüğü fikirlerin sınanmasını sağlıyor.
Borexino daha önce de güneş kaynaklı nötrinoları algılamıştı; ama bu kez algılananların, yüzde 99 Güneş enerjisinin yol açtığı, iki protonun basit füzyonundan (kaynaşma) kaynaklanan gözlemlenmiş, ilk nötrinolar olması, elbette parçacık fizikçilerini heyecanlandırmıştır.
“Bu haberin bizi ilgilendiren tarafı ne?” diye soracak olursanız; anımsatayım ki, Güneş tek yaşam kaynağımız…
İlgilenenler için bu çalışmanın yayını:
Borexino collaboration. Neutrinos from the primary proton-proton fusion process in the Sun. Nature. Vol. 512, August 28, 2014, p.383. doi:10.1038/nature13702.