Bilim insanları İtalya’daki bir dağın derinliklerinde yapımı 10 yılı geçkin bir süredir devam eden bir deneyin montajını tamamladılar. Açık hali Cryogenic Underground Observatory for Rare Events olan CUORE dedektörü, ilk defa çalışma sıcaklığına soğutulmaya hazır.
Araştırma grubunun kurucusu olan Ettore Fiorini 1984 yılında nadir olayların araştırılması için düşük sıcaklık dedektörlerini önerdi ve Milano’da kendi grubuyla beraber ilk çalışmalara başladı. Küçük bir kristal ve ticari bir soğutucuyu içeren kişisel bir proje olarak başlayan çalışma, 165 bilim insanının yaklaşık bir ton kristal ve birkaç ton soğutucu ve istenmeyen parçacıkları engelleyen kalkanların kullanıldığı bir işbirliğine dönüştü.
CUORE deneyi nötrino olarak adlandırılan, neredeyse kütlesiz olan parçacıkların kendi anti-parçacıkları olduğuna dair kanıt olabilecek ve bilim insanlarına evrenimizin nasıl oluştuğuna dair bir ipucu verebilecek nadir bir süreci araştırıyor.
CUORE işbirliğinin şu anki sözcüsü Oliviere Cremonesi 1988 yılında araştırmaya katıldı ve deney için ilk teklifin (proposal) yazılmasına yardım etti. Amerika Birleşik Devletleri‘ndeki ve İtalya’daki kaynak veren ajanslar ilk olarak Cuoricino olarak adlandırılan daha küçük bir versiyonunu onayladılar.
Cremonesi: ” Bu makine üzerinde 2003’ten 2008’e kadar ölçüm yaptığımız beş heyecan verici yılımız oldu ama daha büyüğüne gitmek istediğimizi biliyorduk. Bu yüzden CUORE üzerine çalışmaya devam ettik.” dedi.
İşbirliği 2005 yılında, CUORE ismini verdikleri büyük dedektör için onay aldılar. Bu onları , Çin’de kristaller yetiştirmeyi , bu kristallerin İtalya’ya botlarla getirilmesini ve kalkan malzemesi olarak 2000 yıllık Romalı kurşunun kullanım hakları için arkeologlarla müzakereyi içeren, tamamıyla yeni bir yola başlattı.
MIT’de bir profesör ve MIT’deki CUORE çalışmalarının lideri olan Lindley Winslow: “Sanıyorum ki Everest Dağı’na tırmanmak birazcık böyle bir şey. Zirveyi zaten görüyoruz ancak bu son kısım en zoru. Heyecanın olduğu gibi bir şeylerin ters gitmesinin korkusu da yüksek.” dedi.
Sıcaklığın ölçülmesi için kablolarla ve sensörlerle bağlanan her biri 52 adet telluryum oksit kristali içeren 19 adet kırılgan bakır kuleden (dikey şasi) oluşan CUORE dedektörü 2012 ve 2014 yılları arasında montajlandı.
Bilim insanları bu son aşama için, mükemmel derece de saf malzemelerden özel bir soğutucu yaptılar. Soğutucuyu İtalya-Gran Sasso’daki bir dağın içerisine izole ederek yerleştirdiler. Bilim insanları Temmuzun sonunda dedektörü yeni yerine taşımaya başladılar. Çalışma alanının, 24 Ağustos’ta İtalya’nın merkezini vuran 6.2 büyüklüğündeki depremden etkilenmediğinden emin olmak için kısa bir ara verdikten sonra, işi 26 Ağustosta tamamladılar.
Kuleler(dikey şasi) bilimsel bir amaç için en büyük soğutucunun içerisinde bulunmaktalar. Kuleler Ekim sonunda, dış uzay sıcaklığından daha soğuk bir sıcaklık olan 10 milikelvinin (-460 Fahrenayt) altına kadar soğutulacaklar .
Bilim insanları ultra-nadir bir durumun neden olduğu çok küçük sıcaklık değişimlerini araştırdıkları için, her şey bu kadar soğuk olmak zorunda. Nötrinosuz çift beta bozunumu olarak adlandırılan bu durum, her trilyon trilyon yılda bir kere gerçekleştiği tahmin ediliyor.
Normal bir beta bozunumu sırasında, bir atom bir kimyasal elementten onun daughter elementine dönüşür ve bir elektron ile bir anti-nötrino yayar. Nötrinosuz çift beta bozunumu için bu biraz farklı: Element kendi granddaughter elementine dönüşür. Bozunumun enerjisini paylaşan bir elektron ve bir nötrino yerine, tepkimeyi sadece iki elektron terkeder ve gözlemci hiçbir şekilde nötrino gözlemleyemez.
Bu sadece nötrinolar kendi anti-parçacıklarıysa mümkün olur. Bu durumda iki nötrino birbirlerini iptal ederler ve başlangıçta hiç oluşmamışlar gibi gözükür.
Eğer ki bilim insanları bu bozunumu ölçebilirlerse, bu sonuç nötrinolarla ilgili şu anki bilimsel görüşü değiştirir ve bilim insanlarına evrende neden anti-maddeden daha çok madde olduğuna dair ipuçları verir.
Winslow: ” Soğutmaya başlamak için heyecanlıyız ve her şey plana göre işlerse önümüzdeki senenin başlangıcında ölçümlere başlayabiliriz.” dedi.
Kaynak :SymmetryMagazine
