Kozmik Piyango: Nötrinolar, elektriksel olarak nötr olmalarına ve temel parçacıklar (kütlesiz fotonlar hariç) arasında en küçük durgun kütleye sahip olmalarına rağmen, evrende en bol bulunan parçacıklar arasındadır. Nötrinoların geleneksel maddeyle etkileşimlerini tespit etmek son derece zordur ve ultra yüksek enerjili bir nötrinoyu tanımlamak piyango kazanmaya benzer.
Uçurumdaki Kozmiklerle Astropartikül Araştırması (ARCA) olarak bilinen bir su altı gözlemevi, muhtemelen gökyüzünden inen ultra yüksek enerjili bir nötrinodan kaynaklanan benzeri görülmemiş atom altı etkileşimler kaydetti. Nötrino fizikçisi João Coelho, potansiyel keşfi İtalya’nın Milano kentinde düzenlenen Nötrino 2024 konferansında duyurdu ve bulguları gelecekteki bir makalede ayrıntılandıracağını belirtti.
ARCA, İtalya’nın Sicilya adasının güneydoğusundaki Akdeniz deniz yatağına sabitlenmiş iplere bağlı, her biri yaklaşık yarım metre genişliğinde birkaç pleksiglas küreden oluşuyor. Halen deniz seviyesinin 3.500 metre altında “montajı” yapılan gözlemevi, yeni nesil nötrino teleskopları olarak tasarlanan KM3NeT geniş teleskop ve dedektör dizisinin bir parçasıdır.
ARCA’nın küreleri, yüksek enerjili kozmik ışınlar ve nötrinolar gibi kütlesiz parçacıklar da dahil olmak üzere deniz tabanına ulaşabilen ışık radyasyonunu tespit etmek için tasarlandı. Nötrinolar doğrudan gözlemlenemez, ancak bir nötrino bir su, hava veya kaya atomuna çarptığında varlıkları çıkarılabilir. Bu etkileşim meydana geldiğinde ortaya çıkan atom altı parçacıklar dizisi ARCA’nın cihazları tarafından tespit edilir.
Ultra enerjik nötrinoların var olduğu birkaç yıldır biliniyor ve süper kütleli kara deliklerin veya süpernova kalıntılarının büyümesi gibi evrendeki en şiddetli olayların bazılarından kaynaklandığına inanılıyor. Bu nötrinolar yarım petaelektronvolt (PeV) veya daha fazla enerji taşıyabilirken, Coelho tarafından açıklanan potansiyel yüksek enerjili nötrino onlarca petaelektronvoltluk bir enerji seviyesine sahip olabilir.
Doğrulanması durumunda Wisconsin-Madison Üniversitesi fizikçisi Francis Halzen, keşfin parçacık fiziği araştırmacıları için “fantastik bir olay” olacağını söyledi. Coelho, 2010’ların ortalarından bu yana henüz tamamlanmamış olmasına rağmen veri toplayan ARCA’nın tespitini, şimdiye kadar nötrinolar üzerinde kaydedilen herhangi bir şeyden “çok uzakta” bir olgu olarak tanımladı.
Nötrinolar, evrende var olduğu bilinen en ele geçirilmesi zor parçacıklardan bazılarıdır ve Standart Model’de en az incelenen parçacıklardır ve bunların sırlarını açığa çıkarmak için çok sayıda çaba devam etmektedir. CERN, nötrino ile ilgili deneyler için Büyük Hadron Çarpıştırıcısını kullanıyor; en yüksek enerjili nötrinoları tespit etmek için tasarlanan daha fazla gözlemevi ise yapım aşamasında veya dünya çapındaki araştırmacılar tarafından öneriliyor.