Bilim dünyası, Güneş’ten gelen nötrinoların karbon atomlarını nitrojene dönüştürdüğüne dair ilk kanıtı kaydetti. Oxford Üniversitesi öncülüğünde yürütülen araştırmada Kanada’daki SNOLAB tesisinde bulunan SNO+ dedektörü kullanıldı. Tesis, yerin 2 kilometre derinliğinde aktif bir madenin içinde bulunuyordu. Bu derinlik, kozmik ışınlar ve çevresel radyasyonun dedektörü etkilemesini önleyerek çok zayıf nötrino sinyallerinin hassas biçimde izole edilmesini sağlıyor. Nötrinolar, bilim dünyasında “hayalet parçacıklar” olarak biliniyor. Trilyonlarcası her saniye vücudumuzdan geçiyor ancak çoğu maddeyle hiç etkileşmiyor. Bu parçacıklar, Güneş’in çekirdeği gibi nükleer süreçlerden ortaya çıkıyor. SNO+ deneyinin gözlemi, nadir karbon-13 izotopunun güneş nötrinolarıyla etkileşimini ve karbon-13’ün nitrojene dönüşümünü ortaya koyarak düşük enerjili nötrino davranışlarını anlamada kritik bir adım oluşturuyor.
İlk kez gözlemlendi
Dedektör, 12 metre çapında akrilik bir tankta yaklaşık 800 ton sıvı sintilatör içeriyor ve çevresinde yaklaşık 9.000 fotomultiper tüp bulunuyor. Bu düzenek, parçacık etkileşimlerinden açığa çıkan minik ışık flaşlarını yakalıyor. Araştırmacılar, sıvı sintilatördeki nadir karbon-13 izotopunun güneş nötrinolarıyla etkileşimini izledi. Bu çarpışmalar, radyoaktif nitrojen-13 üretirken bu izotopların yaklaşık 10 dakika sonra bozunduğu gözlemlendi. Olaylar, “gecikmeli eşleşme” yöntemi ile tespit edildi. İlk flaş nötrino çarpışmasını, ikinci flaş ise nitrojen-13 bozunmasını temsil ediyordu. Bu yöntem, gerçek sinyallerin arka plandan ayrılmasını sağlıyor.
Mayıs 2022’den Haziran 2023’e kadar süren 231 günlük veri analizinde 5,6 olay gözlendi. Bu sonuç, düşük enerjili nötrinoların maddenin içinde nasıl davrandığını anlamada önemli bir adım olarak değerlendiriliyor.
SNO+ projesi, önceki SNO deneyinin mirasını devam ettiriyor. SNO, nötrinoların Güneş’ten Dünya’ya gelirken üç tür arasında salınım yaptığını göstermişti. SNOLAB bilim insanı Dr. Christine Kraus, bu gözlemin sıvı sintilatördeki doğal karbon-13 bolluğu sayesinde mümkün olduğunu belirtti. Kraus, gözlemin karbon-13 çekirdekleri üzerindeki nötrino etkileşimlerinin en düşük enerji gözlemi olduğunu vurguladı. Ayrıca, nitrojen-13 çekirdeğinin temel durumuna ilişkin doğrudan kesit ölçümünün ilk kez yapıldığını söyledi. Araştırmacılar, bu başarının nadir nötrino etkileşimlerini incelemek için yeni fırsatlar yaratacağını ve gelecekteki dedektör tasarımlarına ışık tutacağını ifade ediyor.
