Araştırmacıların elde ettiği yeni bilimsel sonuçlar, önceki deneylerde görülmeyen ve henüz doğrulanmayan yeni bir temel parçacığa; steril nötrinoya işaret ediyor olabilir. Bir diğer ihtimal ise standart fizik modelinde ilk olarak 60 yıl önce ölçülen nötrinonun en kesiti gibi özelliklerin yeniden yorumlanması gerekebileceği. ABD Ulusal Los Alamos Laboratuvarı’nın katkı sağladığı Baksan Steril Geçişler Deneyi’nin (BEST) sonuçları, geçtiğimiz hafta Physcial Review Letters ve Physcial Review C bültenlerinde yayımlandı.
Verileri değerlendiren araştırma takımlarından birinde baş analist ve Los Alamos’un Fizik bölümü üyesi olan Steve Elliott, “Sonuçlar çok heyecan verici” diyor. “Bu durum, önceki deneylerde gördüğümüz anormalliği kesin olarak yeniden teyit ediyor. Fakat ne anlama geldiği pek belli değil. Steril nötronlar konusunda çelişen sonuçlar var. Eğer sonuçlar temel nükleer veya atomik fiziğin yanlış anlaşıldığını gösterirse de çok ilginç olur.” Los Alamos takımının diğer üyeleri arasında Ralph Massarczyk ve Inwook Kim de yer alıyor.
Rusya’nın Kafkas Dağları’ndaki Baksan Nötrino Gözlemevinin bir milden fazla altında yürütülen BEST deneyinde; 26 ışın almış krom 51 diski, sentetik bir krom radyoizotopu ve 3,4 megacurie’lik bir elektron nötrinosu kaynağı kullanılarak bir galyum tankının iç ve dış kısmı radyasyona maruz bırakılıyor. Yumuşak ve gümüşümsü bir metal olan bu madde, tek tank şeklinde de olsa önceki deneylerde de kullanılmış. Krom 51’deki elektron nötrinoları ile galyum arasındaki tepkime, germanyum 71 izotopunu meydana getiriyor.
Ölçülen germanyum 71 oranı, kuramsal modellemeye göre tahmin edilenden %20-24 daha düşük çıkmış. Aradaki bu uyuşmazlık, önceki deneylerde görülen anormallikle bağdaşıyor.
BEST, 1980’lerin sonlarında başlayan ve ABD Ulusal Los Alamos Laboratuvarı’nın büyük katkı sağladığı bir Güneş nötrinosu deneyi olan Sovyet-Amerikan Galyum Deneyi’ne (SAGE) dayanıyor. Deneyde ayrıca galyum ve yüksek yoğunluklu nötrino kaynakları kullanılmış. Bu ve diğer deneylerin sonuçları, elektron nötrinolarında eksiklik olduğunu gösteriyor. Gerçek ve tahmin edilen sonuçlar arasındaki bu uyuşmazlık, “galyum anomalisi” şeklinde bilinegelmiş. Söz konusu eksikliğe dönük yorumlardan biri de, bu durumun elektron nötrinosu ve steril nötrino durumları arasındaki salınımların kanıtı olabileceği yönünde.
Aynı anomali BEST deneyinde de tekrarlamış. Olası açıklamalar arasında yine steril bir nötrinoya salınım olması var. Bu varsayımsal parçacık, karanlık maddenin önemli bir bölümünü oluşturuyor olabilir. Maddenin muhtemel bir hali olarak görülen karanlık maddenin, fiziksel evrenin büyük çoğunluğunu meydana getirdiği düşünülüyor. Fakat bu yorumun daha fazla test edilmesi gerekiyor olabilir çünkü tanklarda yapılan ölçümler her ne kadar beklenenden düşük çıksa da, hemen hemen aynı olmuş.
Anomalinin diğer açıklamaları arasında, deneye dönük kuramsal girdilerde bir yanlış anlaşılma olabileceği de yer alıyor; yani fiziksel süreçlerin üzerinde yeniden çalışılması gerekiyor olabilir. Elliott, elektron nötrinosunun en kesitinin bu enerjilerde hiç ölçülmediğini belirtiyor. En kesitin ölçülmesine yönelik onaylaması zor kuramsal girdilerden biri de, atom çekirdeğindeki elektron yoğunluğu.
Deneyde kullanılan yöntembilim, radyasyon kaynağının yerleştirilmesi veya sistem operasyonlarının sayılması gibi araştırmada hiçbir hatanın yapılmadığından emin olunması amacıyla derinlemesine şekilde inceleniyor. Eğer yürütülürse, deneyin gelecekteki tekrarlarında daha yüksek enerjili, daha uzun yarı ömürlü farklı bir radyasyon kaynağı kullanılabilir ve dalgalanmada daha kısa dalga uzunluklarına karşı hassasiyet sergilenebilir.
Kaynak: Ulusal Los Alamos Laboratuvarı/ABD Enerji Bakanlığı. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
