Evrenin en gizemli parçacıklarından biri olan nötrinolar, standart modeldeki yerlerine rağmen anlaşılması oldukça zor. Güneş'ten her saniye vücudumuzdan geçen yüzlerce trilyon nötrinoya rağmen, sıradan maddeyle neredeyse hiç etkileşime girmiyorlar. Bu durum, onların hakkında bilgi edinmeyi güçleştiriyor.
Bu gizemleri çözmek adına, Çin'de yeni bir nötrino dedektörü veri toplamaya başladı. Önümüzdeki 10 yıl boyunca günde ortalama 40 ila 60 nötrino hakkında bilgi sağlaması beklenen bu dedektör, evrenin sırlarına ışık tutmayı hedefliyor.
Jiangmen Yeraltı Nötrino Gözlemevi (JUNO) olarak bilinen dedektör, Yangjian ve Taishan'daki iki dev nükleer santral arasında konumlanıyor. Bu santraller, Güneş'in yarattığı nötrinolara ek olarak yapay nötrinolar da üretiyor. Böylece, bölgenin az etkileşen parçacıklarla dolu olması bekleniyor.
Nötrino dedektörlerinin çoğu gibi JUNO da yeraltında yer alıyor. Hatta tam 700 metre derinlikte. Yeryüzünün kabuğunun kalınlığı, müon gibi diğer parçacıkların dedektöre ulaşmasını engellemek için tasarlanmış durumda. Bu, benzer amaçla kullanılan diğer kurulumlarda da işe yarıyor.
Bunun da ötesinde, dedektörün kendisi "Üst İzleyici" (Top Tracker) adı verilen ek bir dedektör ile kaplı. Bu sistem, 44 metre çapındaki saf su havuzunu çevreleyerek, dedektöre ulaşmayı başaran herhangi bir kaçak parçacığı tespit ediyor. Bu parçacıkları durduramasa da, oluşturabilecekleri veri artefaktlarını ortadan kaldırabiliyor.
Bir parçacığın, 43.212 hassas fotodetektörle çevrili ve tekil fotonları algılayabilen bir küre içindeki "sıvı sintilatörü"ne çarpması durumunda, Üst İzleyici'den gelen veriler birleştirilerek nötrinoların fiziksel özellikleri, hatta üç farklı türü arasında bir fark olup olmadığı gibi konular aydınlatılabilecek.
Bu nötrino türleri elektron, müon ve tau nötrinolardır. Her biri birbirinden hafif farklı özelliklere sahip ve parçacık fizikçilerinin deyimiyle "salınım" yaparak farklı türlere dönüşebilme yeteneğine sahipler.
JUNO'nun ana hedeflerinden biri, her bir nötrino türünün kütlesini anlamak. Bu kapsamlı bir hedef olsa da, araştırmacılar en azından kütle hiyerarşisi hakkında bir fikir edinmeyi umuyorlar. Yani hangi türün en ağır, hangisinin en hafif olduğu belirlenmeye çalışılacak. Bir diğer potansiyel keşif ise, türlerin birbirinden ne sıklıkla değiştiği, yani salınımlarının frekansı olacak.
Nötrinoların nasıl çalıştığını anlamak, kozmoloji, astrofizik ve hatta jeoloji alanlarında daha net bir resim sunacak. Nötrinoların erken evrenin genişlemesinde, süpernovalara dair ipuçları vermede ve Dünya'nın derinliklerindeki radyoaktif kayalardan yayılmada rol oynadığı düşünülüyor. Bu nedenlerle bilim insanları, bu parçacıkların özelliklerini takip etmek için büyük çaba harcıyor.
JUNO, bu bilimsel yolculukta önemli bir adım olarak öne çıkıyor. Tesisteki kurulum, 74 enstitü ve 700 kişinin işbirliğiyle gerçekleşti ve Çin Bilimler Akademisi Yüksek Enerji Fiziği Enstitüsü tarafından yönetiliyor.
En az 10 yıl boyunca faaliyette kalması beklenen JUNO, bu süre zarfında topladığı verilerle bu gizemli parçacıkların özelliklerine ışık tutmayı amaçlıyor. Bu başarı, bilimin pek çok alanını olumlu yönde etkileyecektir.
