Fizik biliminin sınırları zorlanıyor: Nötrinolar kuantumun şifresi olabilir

Nötrinolar evrenin en bol bulunan parçacıklarından biri; içimizden sürekli akıp gidiyorlar fakat maddenin iç yapısıyla neredeyse hiç etkileşime girmiyorlar. Yine de fizikçiler için bu “sessizlik” büyük bir potansiyel taşıyor. Yeni yayımlanan çalışma, onlarca yıllık nötrino verisini tek bir çatı altında toplayarak Standart Model’in nötrinolarla ilgili temel öngörülerini bugüne dek görülmemiş bir doğrulukla test etti. Elde edilen sonuçlar, modelin büyük ölçüde doğrulandığını gösterirken, zayıf kuvvet bağlantı parametrelerinde olası bir sapmaya da işaret ediyor.

HAYALET PARÇACIKLARIN ÖNGÖRÜLEN ÖZELLİKLERİ TEST EDİLDİ

Nötrinoların elektrik yükü yok, kütleleri son derece küçük ve elektromanyetik kuvvetle yalnızca dolaylı biçimde etkileşiyorlar. Standart Model, bu parçacıkların “yük yarıçapı” ve elektronlarla etkileşirken ortaya çıkan zayıf kuvvet bağlantı değerleri için net tahminlere sahip.

Uluslararası araştırma ekibi, farklı deneylerden toplanan geniş veri setini birleştirerek üç nötrino türü için (elektron, müon ve tau nötrinoları) bu parametreleri hassas biçimde ölçtü. Çalışmada, özellikle tau nötrinosu için bugüne kadarki en sıkı deneysel sınır elde edildi.

Verilerin büyük bölümünde Standart Model’le uyumsuz bir sonuç görülmedi. Ancak zayıf kuvvetin iki temel bağlantı parametresinde beklenmedik bir durum ortaya çıktı: Değerlerin, modelin öngördüğü biçimde değil de neredeyse birbirleriyle “yer değiştirmiş” şekilde belirdiği anlaşıldı. Bu bulgu, fizikçilerin dikkatini çeken küçük ama belirgin bir gerilim oluşturdu.

‘YENİ FİZİK’ İÇİN KAPI ARALAYABİLİR

Araştırmanın ortak yazarı Dr. Francesca Dordei, analiz sayesinde ilk kez bu kadar tutarlı ve kapsamlı bir Standart Model testi gerçekleştirdiklerini belirtti.

Dr. Dordei’ye göre sonuçlar, hemen bir “keşif” anlamına gelmiyor ancak gelecekteki deneylere somut bir hedef sunuyor. Zayıf kuvvet bağlantılarındaki bu olası sapmanın doğrulanması halinde, nötrinolar yeni fiziğe açılan en temiz ve en güvenilir araçlardan biri haline gelebilir.

Araştırmacılar, özellikle karanlık madde dedektörleri ve yeni nesil nötrino deneylerinin bu parametreleri daha net şekilde ayırt edebileceğini düşünüyor. Eğer sapma gerçekse, Standart Model’in ötesindeki etkileşimlere işaret eden ilk doğrudan göstergelerden biri olacak.