Nobel Fizik Ödülü, Nötrinonun Sırrını Çözenlere

Kimlik değiştirdiklerini bulmuşlardı…

İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi, 2015 Nobel Fizik Ödülü’nün, gizemli atomaltı parçacıklar olan nötrinoların önemli bir sırrını çözdükleri için Japon ve Kanadalı fizikçiler Takaaki Kajita ile Arthur B. McDonald arasında paylaştırıldığını açıkladı.

Nötrinolar sıradan maddeyle son derece ender etkileşen parçacıklar. Kuramsal modellere göre bir nötrino atomlarla hiçbir etkileşim yapmadan bir ışıkyılı (yaklaşık 10 trilyon km) uzunluğunda bir kurşun blokun içinden geçebiliyor. Aynı şekilde boşlukta yol alır gibi Dünya’nın bir tarafından girip öteki tarafından çıkıyorlar. Güneş’te de çekirdeğindeki füzyon tepkileri sonucu muazzam miktarlarda nötrino ortaya çıkıyor. Vücudumuzun her santimetre karesinden de her saniye milyarlarca nötrino geçiyor.

Atomaltı fiziğin temel kuramı olan Sandart Model’e göre, temel parçacıklar olan nötrinolarıın üç türü bulunuyor. Bunlar elektron nötrinosu, müon nötrinosu ve tau nötrinosu. Güneş’in merkezinde hidrojen çekirdeklerinin birleşip helyuma dönüşmesi sürecinde elektron nötrinoları ortaya çıkıyor.

Gelgelelim, dünyadaki sensörlerce yakalanabilen nötrinoların sayısı, teorik modellerin gerektirdiği sayının çok altındaydı. Bir başka deyişle Güneş kaynaklı elektron nötrinolarının üçte ikisi sırra kadem basıyordu.

İşte iki fizikçi, yüksek teknolojideki nötrino detektörleriyle ayrı ayrı yürüttükleri çalışmalarda nötrinoların yol alırken “kimlik değiştirdiklerini”, yani bir türden ötekine dönüştüklerini keşfettiler. Kajita, Japonya’daki Kamiokande nötrino detektöründe, Dünya atmosferinde meydana gelen tepkimelerde ortaya çıkan nötrinoların tür değiştirdiğini gösterdi. McDonald ve ekibi de Kanada’daki Sudbury Nötrino Gözlemevi’ndeki çalışmalarıyla Güneş’ten gelen elektron nötrinolarının öteki türlere dönüştüğünü gösterdiler.

Bu keşifler, nötrinolarla ilgili bir başka önemli bulguyu da birlikte getirdi: Tür değiştirmek ancak kütleli parçacıklar için mümkün olabildiğinden, bu zamana kadar kütlesiz olduğu düşünülen nötrinoların çok küçük kütlelere sahip oldukları ortaya çıktı.