2015 Nobel Fizik Ödüllü Parçacık: Nötrino..

13.10.2015 10:19:14
A+ A-

Bu yılki(2015) Nobel fizik ödülünü Japon ve Kanadalı fizikciler Takaaki Kajita ve Arthur B. McDonald nötrino salınımı keşiflerinden dolayı aldılar. Aslında bende nötrinolar hakkında uzun zamandır bir yazı yazmayı düşünüyordum. Atom altı dünyasının nispeten yeni keşfedilen  bu parçacığı bir çok nedenden dolayı kendinden söz ettirmeyi hak ediyor..

Nötrinolar nükleer reaksiyonlar ve kozmik ışın etkileşimleri ile ortaya çıkan, yüksüz ve çok az kütleye sahip ışık hızına yakın hızlarda hareket eden atomaltı parçaçıklardır. Nötr olmaları dışında elektron benzeridirler..Ve hiçbir elektro manyetik etkileşime girmezler. Bu yüzdende tespit edilmeleri çok zordur. Zayıf kuvvet(Etkileşim alanı çok sınırlı olan radyoatif bozunmadan sorumlu olan kuvvet) ve çok küçük kütlelerinden dolayı çekim kuvveti dışında hiçbir kuvvetden etkilenmezler. Çekim kuvvetide 4 kuvvetin en zayıfı olduğundan  cisimlerin içinden hiç etkilenmeden geçerler. Örneğin içimizden her saniye milyonlarca nötrino biz hiç fark etmeden geçip gider. İlk ortaya çıkışlarıda ünlü fizikci Pauli'nin  beta bozunumunu  kütle , momentum ve açısal momentum korunum yasalarına   uyarlamak için bir parçacığa gereksinim duymasıyla oldu. Bu parçacığa nötron (daha sonra çekirdekteki nötronla karıştırmamak için James Chadwick nötrino ile değiştirdi) ismini verdi. Bu parçacık uzun süre teoride  kaldı. Çünkü dediğim gibi gözlemlenmesi çok zordu. İlk olarak Clyde Cowan, Frederick Reines, F. B. Harrison, H. W. Kruse ve A. D. McGuire 20 Temmuz 1956 da science de çıkan yazılarında Nötrinoyu gözlemlediklerini yazdılar. Bu gözlemlerinden dolayıda sonradan Nobel e layık görüldüler. Nötrinoların etkilerini hissetmek için yerin yüzlerce metre altına nötrinoların dalga etkisini gözlemlemek için su tankları kurulur. Düzeneğin yerin altında kurulmasının nedeni dünya üzerindeki kozmik etkilerden korunmak içindir...
 
3 çeşit nötrino vardır. Elektron, müon ve tau.. Ayrıca bu nötrinoların karşı nötrinolarıda vardır...Her bir nötrino farklı bozunma türlerinde ortaya çıkar..Güneşin merkezinde nükleer tepkime sonucu(füsyon) ortaya çıkan nötrinolar bir kısmı yüzeye çıkabilir ve sonrasında dünyaya ulaşır. Bilim adamları güneş üzerinden dünyaya ulaşan nötrinolara bakarak güneşteki nükleer reaksiyon miktarını tahmin edebilier..Ortalama güneşden dünyaya saniyede 65 milyar nötrino ulaşır..Ancak burada nötrino problemi diye bilinen bir sorun ortaya çıkar. Düyaya ulaşan nötrino sayısı olması gerekenin ancak üç de biri olarak gözlemlenmektedir. Bu kabul edilebilir bir fark değildir. Bu fark başlarda güneşdeki nükleer raaksiyonlarda beklenmeyen bir düşüş sonucu olduğu izlenimi yaratmış ve "Acaba güneş hızlı biçimde ölüyor mu?" sorusunun sorulmasına yol açmıştır. Tabi bu durum aynı zamanda dünyanında sonu demek olacaktı. Yıllarıdır da bu sorunun cevabı havada kaldı. Ta ki bu yıl verilen nobel fizik ödülüne konu olan çalışmaya kadar..Sorun bu çalışmayla nötrino salınımı denilen bir nötrino tipinin diğer bir nötrino tipine dönüşümünü öngörerek ve gözlemleyerek çözüldü. Güneşten dünyaya ulaşması beklenen nötrino tipi, güneşin merkezinde ortaya çıkışından sonra milyonlarca yıl süren güneş yüzeyine ulaşıncaya kadarki  yada dünya ile güneş arasındaki yolculuğunda tip değiştirerek gözlemlenmesi imkansız hale geliyordu. Nötrinoların bir tipten başka bir tipe geçebilmesi fikri ancak onların azda olsa kütlelerinin olduğunun bulunmasından sonra ortaya çıktı..Bu hem güneşin sönümlenmeye başladığı korkusunu giderdi hemde standart modeldeki açık olma ihtimalini ortadan kaldırdı.  
 
Nötrinolar son dönemde bilimin en değerli parçacıkları haline gelmiştir. Bunun içinde onlara yönelik her gelişme ödüle değer görülmeye adaydır. Nötrinoları değerli kılan en büyük neden hiçbir etkileşime girmeden ışık hızına yakın hızlarda hareket ederek uzayın derinliklerinden bize bilgi taşımalarıdır. Örneğin bir foton elektromagnetik etkileşime girdiği için yönünü değiştirir böylece kaynaktan bize ulaşan foton sayısında ciddi azalmalar olur. Nötrinolar bütün kozmik patlamalar ve nükleer reaksiyonlar sonucu açığa çıktığından bize bu patlamalar hakkında ipuçları taşır. örneğin süpernova patlamalarından sonra açığa çıkan nötrinoların incelenmesiyle evrenin bu devasa enerji çıkışını daha iyi anlayabiliriz.
 
Nötrinolar evrende foton dan sonra en fazla bulunan atomaltı parçacık olmalarından dolayı kara maddeden sorumlu olabilecekleri düşünülmüştü. Zira fotonun kütlesiz olmasına karşılık nötrinonun azda olsa kütlesinin olması sayıları itibarı ile toplamda evrenin en büyük kütle çekimini oluşturabilirdi. Hala tam olarak kütleleri bilinmemesine rağmen son hesaplamalarda evrendeki toplam nötron kütlesinin hesaplanan kara madde miktarının çok küçük bir kısmına karşılık geldiği görüldü. Üstelik nötrinoların, galaksileri bir arada tuttuğu düşünülen kara madde gibi öbeklenemsi ihtimali yoktur. Zira sürekli evrende ışık hızına yakın hızlarda hareket ederler..
 
Görünen o ki nötrinolar fizikciler için geleceğin araştırılması gereken en temel parçacıklarından biri olmaya devam edeceklerdir.. 
 
serol. aksel@gmail. com


YORUM YAZ
Yorumunuzu girmek için sisteme giriş yapmalısınız.
Eğer üye değilseniz üye olunuz.