Nötrinoların öneminin nedeni - Sílvia Bravo Gallart

Dersin tamamı için: http://ed.ted.com/lessons/why-neutrinos-matter-silvia-bravo-gallart

Temel parçacıklar evrende bilinen en küçük yapıtaşlarıdır. Nötrinolar da bu küçük şeylerin en küçüklerindendir. Minik nötrinolar evrenin en uzak köşeleri ve en uç koşulları hakkında bilgi verebilir. Tabi eğer onları yakalayabilirsek. Sílvia Bravo Gallart, Antartika'da bulunan IceCube teleskobunun bunu yapmak için nasıl çalıştığını anlatıyor.

Ders: Sílvia Bravo Gallart, animasyon: Steff Lee.

Onlar her yerde,
ama birini bile görmezsiniz.

Tam şu anda trilyonlarcası
içinizden geçmekte,

ama onları hissedemezsiniz.

Bu hayalet parçacıklara
'nötrino' adı verilir.

Eğer onları yakalayabilirsek,

evrenin en uzak köşeleri ve en uç
koşulları hakkında bilgi verebilirler.

Nötrinolar temel parçacıklardır.

Yani atomların bölündüğü gibi
daha küçük parçalara bölünemezler.

Temel parçacıklar, evrendeki her şeyin

bilinen en küçük yapıtaşlarıdır.

Nötrinolar ise bu küçük şeylerin
en küçüklerindendir.

Elektrondan bir milyon kez
daha az kütlelidir.

Nötrinolar, manyetik alandan etkilenmeden
kolayca maddelerin içinden geçerler.

Aslında herhangi bir şeyle
etkileşmeleri çok nadirdir.

Bu nedenle, milyonlarca
hatta milyarlarca yıl boyunca,

evrende dümdüz bir çizgi
üzerinde ilerleyebilirler.

Geldikleri yere ilişkin bilgiyi
sağlam bir şekilde taşırlar.

Peki nereden gelir bunlar?
Çoğunlukla her yerden.

Potasyumun radyoaktif bozunumu sonucunda
sizin vücudunuzda da üretilirler.

Dünya atmosferindeki atomlara
çarpan kozmik ışınlar,

nötrino yağmurları oluşturur.

Güneş'in içindeki nükleer
tepkimelerde ve

Dünya içindeki radyoaktif
bozunumlarda üretilirler.

Ayrıca onları nükleer reaktörlerde ve
parçacık hızlandırıcılarda üretebiliriz.

Ancak enerjisi en yüksek olan
nötrinoların doğum yeri,

hakkında pek az şey bildiğimiz
uzak uzay bölgeleridir.

Oralardaki bir şey,
belki süper kütleli kara delikler,

belki de henüz keşfedilmemiş
bir tür kozmik dinamo,

kozmik ışınları, insan yapımı herhangi bir
hızlandırıcının yapabileceğinden

bir milyon kat daha fazla
hızlandırıyor.

Çoğunluğu protonlardan oluşan
bu kozmik ışınlar,

madde ve çevresindeki ışınım ile
şiddetli bir biçimde etkileşerek,

yüksek enerjili nötrinolar üretir.

Kozmik ekmek kırıntıları gibi
etrafa saçılarak,

evrenin en güçlü kozmik motorları hakkında

konum ve iç yapı bilgisi verebilirler.

Tabi eğer onları yakalayabilirsek.

Nötrinoların diğer maddelerle
olan sınırlı etkileşimi,

onları harika ulaklar hâline getirirken,

algılanmalarını da aşırı zorlaştırır.

Onları algılama yöntemlerinden biri,
yolları üzerine dev hacimli

saf geçirgen bir malzeme
koymak ve nötrinonun

bir atom çekirdeği ile çarpışarak
kendini ele vermesini beklemektir.

Dünyanın en büyük
nötrino teleskobu olan

Antartika'daki IceCube'de
yapılan budur.

Deney düzeneği, binlerce
yıl boyunca birikmiş

buz ve karın baskısıyla saflaştırılarak,

Dünya'daki en temiz
katılardan biri hâline gelmiş

bir kilometre küplük buz içine kuruludur.

Sondaj delikleri içinde 5000'den fazla
dedektör bulunmasına rağmen,

kozmik nötrinoların çoğu ardında
hiç iz bırakmadan IceCube'ten geçer.

Ama yılda yaklaşık 10 kez,
yüksek enerjili bir nötrino

buz moleküllerinden birine çarparak,
ışığın buz içinde ilerlediği hızdan daha

yüksek bir hızda buzun içinden geçen
yüklü atomaltı parçacıklar oluşturur.

Sesten hızlı giden
bir jetin ardında oluşan

sonik patlamaya benzer biçimde,

fotonik patlama denebilecek
bir mavi ışık konisi de,

bu ışıktan hızlı yüklü parçacıkların
ardında oluşur.

IceCube'ün içinden geçen ışık,

yüzeyin yaklaşık 1 mil altındaki
dedektörlerden bazılarına çarpar.

Fotoçoğaltıcı tüpler, yüklü parçacıkların
yolları ve enerjileri hakkında

bilgi taşıyan sinyali yükseltir.

Veriler, ışığın oluşturduğu
desenlere bakarak,

onları üreten nötrinolara
ilişkin ipucu arayan

dünyanın dört bir yanındaki
astrofizikçilere gönderilir.

Böylesi yüksek enerjili
çarpışmalar o kadar nadir ki,

IceCube bilimcileri her bir nötrinoya
ayrı isim takıyor;

Koca Kuş ya da Dr. Garipdomuz gibi.

IceCube şimdiye dek
görülmüş en yüksek enerjili

kozmik nötrinoları
gözlemlemiş bulunuyor.

Algıladığı nötrinoların eninde sonunda
kozmik ışınların nereden geldiğini ve

böylesi aşırı enerjilere nasıl
ulaştıklarını söylemesi gerekiyor.

Kızılötesinden x-ışınlarına
ve gama ışınlarına kadar ışık,

bize evrenin giderek artan enerjili

ve sürekli şaşırtan görünümlerini sunuyor.

Nötrino astronomisi
devrinin şimdilik başındayız.

IceCube ve diğer nötrino teleskoplarının,

evrenin bu en şiddetli ve
yüksek enerjili görüngüsüne ilişkin

neleri açığa çıkarabileceği
hakkında bir fikrimiz yok.