[dae]

Bilim insanları, 2023 yılında Akdeniz'den geçen yüksek enerjili bir parçacığın kaynağının bir gizem olduğunu söylüyor.


[Üye Olmadan Linkleri Göremezsiniz. Üye Olmak için TIKLAYIN...]


Akdeniz'in 3,5 kilometre derinliğinde ortaya çıkan bir ışık parlaması, rekor kıran kozmik bir ziyaretçinin sinyalini verdi: daha önce kaydedilmiş herhangi bir nötrinodan 30 kat daha fazla enerjiye sahip bir nötrino. Araştırmacılar bu gizemli parçacığın tam olarak nereden geldiğini tespit edemese de, bu keşif, evrendeki en şiddetli olaylara dair ipuçları taşıyan daha fazla nötrinonun yakalanacağına dair umutları artırıyor.

"Evrende yeni bir enerji penceresi açtık," diyor Marsilya Parçacık Fiziği Merkezi'nden fizikçi Paschal Coyle. Bu olayı yakalayan Kilometreküp Nötrino Teleskobu (KM3NeT) eski sözcüsü olan Coyle, 13 Şubat 2023'te Nature'da yayımlanan bulguları değerlendirerek, "Bu enerji seviyesinde astronomi yapmak ilk kez mümkün oldu," diye ekliyor.

Münih Teknik Üniversitesi'nden fizikçi Elisa Resconi de bu durumu, "Son derece heyecan verici," sözleriyle onaylıyor.

Nötrinolar, neredeyse ışık hızında uzayda hareket eden ve normal maddeyle neredeyse hiç etkileşime girmeyen, manyetik alanlardan etkilenmeyen birçok nükleer etkileşimin gizemli yan ürünleridir. Evrenin manyetik alanlarında yolları bükülen yüklü parçacıklar olan kozmik ışınların aksine, nötrinolar düz bir çizgi halinde ilerler. Fizikçiler, bu parçacıkların geliş yönlerine dayanarak en enerjik olanlarını evrenin şiddetli köşelerine kadar takip etmeyi ve kökenleri hakkındaki teorileri çözmeyi umuyor.

Fizikçiler, nötrinoları büyük hacimlerdeki buz veya suda atom çekirdekleriyle son derece nadir gerçekleşen çarpışmalarını gözlemleyerek tespit edebilir. Bu çarpışmalar, elektronlar veya onların daha ağır kuzenleri olan müonlar gibi başka parçacıklar üretir. Bu parçacıklar su veya buz tarafından yavaşlatıldıkça mavi bir ışık konisi yayar. Işık dedektörleri dizisi tarafından belirlenen bu koninin şekli, parlaklığı ve yöneliminden yola çıkan fizikçiler, orijinal nötrinonun yönünü ve enerjisini tahmin edebilir.

Güney Kutbu'nun 1,5 kilometreden fazla derinliğindeki 1 kilometreküp buzulu izleyen ABD destekli IceCube dedektörü, 1 katilyon elektron-voltun (PeV) üzerinde enerjilere sahip bir avuç nötrino da dahil olmak üzere çok sayıda nötrino tespit etti. Bu enerji, dünyanın en güçlü hızlandırıcısı olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'ndaki çarpışma enerjisinin yüzlerce katıdır. Bunlardan birkaçı, aktif galaktik çekirdeklere (AGN) kadar takip edildi. AGN'ler, devasa kara delikler barındıran ve maddeyi büyük bir hızla tüketerek parçacıklar ve enerji saçan uzak galaksilerdir.

Fransa ve Sicilya kıyılarındaki iki bölgede bulunan bir Avrupa projesi olan KM3NeT ise suyu kullanıyor. Sonunda, suda yüzen ve deniz tabanına demirli 200'den fazla küresel ışık dedektörü dizisine sahip olacak. 2023'ün başlarında, Sicilya'daki dizi henüz %10 tamamlanmışken, dedektörler yüzeyin 3,5 kilometre altındaki diziden yatay olarak geçen bir parçacık nedeniyle ışıkla doldu. Bu parlaklık "bizim için bir sürprizdi ve ilk başta inanamadık," diyor Coyle. "Ancak tüm birçok, birçok kontrolümüzden geçti."

Ekip şimdi, bu geçen parçacığın deniz suyunda veya kayada bir atoma çarpan bir nötrinonun tetiklediği bir müon olduğuna inanıyor. Bu çarpışma, muhtemelen onlarca kilometre uzakta gerçekleşti. "Bence bu bir nötrino kaynaklı olay olduğu oldukça ikna edici," diyor Resconi. Kendisi, Kanada'nın batı kıyısında P-ONE adlı başka bir su temelli nötrino dedektörü inşa etme çabasına öncülük ediyor. KM3NeT ekibi, orijinal nötrinonun enerjisini rekor kıran 220 PeV olarak tahmin etti.


[Üye Olmadan Linkleri Göremezsiniz. Üye Olmak için TIKLAYIN...]


KM3NeT ekibi, dizinin konumunu ve yönelimini tam olarak belirleyecek bir sistemi henüz devreye almadığı için, nötrinonun kaynağını kesin olarak tespit edecek kadar hassas bir izleme yapamadı. Ancak şu anda %16 tamamlanmış olan dizi, önümüzdeki 5 yıl içinde tamamlanacak ve konum belirleme sistemi bu yılın ilerleyen aylarında devreye alınacak. Eğer bu tür ultra yüksek enerjili nötrinolar daha fazla tespit edilip izlenebilirse, evrendeki en güçlü parçacık hızlandırıcılarının yerlerini ortaya çıkarabilirler.

Aktif galaktik çekirdekler (AGN'ler) bir aday: Eğer süper kütleli kara delik yüksek derecede manyetize olmuşsa, dönen manyetik alanı protonlar veya küçük çekirdekler gibi parçacıkları muazzam hızlara çıkarabilir. Bu kozmik ışınlar kaçtığında, daha yavaş hareket eden diğer parçacıklarla çarpışarak nötrinolar üretebilir.

Bazı teorisyenler, süpernova adı verilen yıldız patlamaları, birleşen nötron yıldızları veya süper kütleli bir kara deliğin bir yıldızı parçaladığı gelgit bozulma olayları gibi daha kısa ömürlü geçici olayları öne sürüyor. New York Üniversitesi'nden teorisyen Glennys Farrar, "Şu anda, bu tür olayların kaynağı olabilecek en yüksek enerjili kozmik ışınların geçici olaylarda üretildiğine dair son derece güçlü kanıtlar var," diyor. Gelecekte, KM3NeT, yüksek enerjili bir nötrinonun tespit edilmesinden sadece 20 saniye sonra, olası kaynak konumunu diğer gözlemcilere bildirecek bir sistem devreye alacak. Böylece diğer gözlemciler, buradaki geçici olayları takip edebilecek.

Bu kadar yüksek enerjili nötrinoların kaynağına dair daha provokatif bir fikir ise, kozmik ışınların Büyük Patlama'nın her yerde bulunan kalıntısı olan kozmik mikrodalga arka planındaki fotonlarla çarpışması sonucu ortaya çıktıkları yönünde. Daha önce hiç kimse bu tür "kozmik kökenli" nötrinoları gözlemlemedi, ancak KM3NeT gibi bir dedektör kaynağına odaklandığında boş uzay bulursa, bu tür bir nötrino çıkarımı yapılabilir. KM3NeT ekibi, bu durumun nötrinonun olağanüstü enerjisini açıklayabileceğini öne sürüyor. Farrar, astrofizik topluluğunun bu fikre henüz kanıtlanamasa bile büyük ilgi göstereceğini düşünüyor.

Kaynak: [Üye Olmadan Linkleri Göremezsiniz. Üye Olmak için TIKLAYIN...]