Hayalet parçacıklar olarak bilinen nötrinolar son derece hafiftirler ve yükleri yoktur, bu nedenle nadiren etkileşime girerler. Yakalanması en zor parçacık olan nötrinolar, sonunda dünyanın en güçlü parçacık hızlandırıcılarında tespit ediliyor. Bu kadar güçlü bir hızlandırıcıda nötrinoları incelemek onların doğasına dair yeni anlayışlar getirecektir.
FASER adlı dedektör, 2018 yılında yaptığı pilot testler sırasında bu parçacıklardan sadece altı tanesini tespit etmişti. UCI Fizik ve Astronomi Profesörü ve FASER İşbirliğinin ortak lideri Jonathan Feng, "Bu projeden önce, bir parçacık çarpıştırıcısında hiçbir nötrino belirtisi görülmedi. Bu önemli buluş, anlaşılması güç parçacıklar ve evrende oynadıkları rol hakkında daha derin bir anlayış geliştirmeye yönelik bir adımdır." dedi.
Dedektör, Büyük Hadron Çarpıştırıcısının dört ana dedektöründen biri olan ATLAS deneyinin yakınında yer almaktadır. Bölgedeki önceki parçacık hızlandırıcılarda kirişleri enjekte etmek için kullanılan eski bir tünelde bulunur. Bu tünel, yoğun ve yüksek oranda paralelleştirilmiş bir nötron ışınının gönderildiği yerdir. Bu altı nötrinoyu bulmak takıma iki önemli şey öğretti:
"İlk olarak, LHC'deki (Büyük Hadron Çarpıştırıcısı) ATLAS etkileşim noktasının ilerideki pozisyonunun, çarpıştırıcı nötrinoları tespit etmek için doğru konum olduğunu doğruladı. İkincisi, çabalarımız bu tür nötrino etkileşimlerini gözlemlemek için bir emülsiyon dedektörü kullanmanın verimini gösterdi." dedi Feng.
Pilot dedektör 29 kilogramdı ancak ‘FASERnu’ adı verilen bir sonraki dedektör neredeyse 1.100 kilo olacak. 2022'de çevrimiçi olduğu zaman ekip 10.000 nötrino tespit etmeyi bekliyor. Bunlar; elektron nötrino, müon nötrino, tau nötrino ve bunların tüm anti-madde karşılıkları olacak.
Feng, "Bir parçacık çarpıştırıcısında üretilen nötrinoların etkileşimlerini gözlemlemek için emülsiyon dedektörü yaklaşımının etkinliğini doğruladıktan sonra, FASER ekibi şimdi çok daha büyük ve önemli ölçüde hassas olan tam bir cihazla yeni bir dizi deney hazırlıyor." dedi.
Ekip özellikle, şimdiye kadar yalnızca on kez tespit edilen tau nötrinolarının tespiti konusunda heyecanlı. Bu cihazın önümüzdeki üç yıl içinde birkaç düzine daha tespit yapacağı düşünülüyor. FASERnu'nun karanlık foton gibi şu anki fizik anlayışımızda olmayan bir şeyi algılama olasılığı da var. Sadece bekleyip görmemiz gerekecek.
Kaynak: