
Geçtiğimiz yıl Eylül ayında bilim dünyasının dikkatlerini üzerine çeken bir deneyin sonuçlarına göre nötrinoların ışıktan hızlı olduğu duyurulmuş ama bunun henüz kesinlik kazanmadığı açıklanmıştı. Farklı deney ortamlarında bu deneyin tekrarlanması gerektiği deneyi yapanlar tarafından sürekli olarak yineleniyordu.

OPERA deneyindeki magnet. Image credit: OPERA collaboration.
Kuark Bilim Topluluğu olarak biz bu konuyu birçok kez ele almıştık. İlk olarak “Işıktan Hızlı Nötrinolar: Gerçek Mi?” ve “Yoksa, Nötrinolar Işıktan Hızlı Mı?” şeklinde iki yazıda bu gelişmeleri aktarmıştım. Daha sonra Aralık ayında, ücretsiz bilim dergimiz NetBilim‘in Aralık 2011 sayısında kapak konusu olarak Işıktan Hızlı Nötrinolar‘ı tüm yönleriyle okuyucuya aktarmaya çalışmıştım. Tüm bu yazılarda ortak nokta ise nötrinoların ışıktan hızlı olduğu sonucunu veren OPERA deneyinin kardeş deneyi olarak nitelendirilen ICARUS deneyinde nötrinoların ışıktan hızlı olmadığına dair delillerin olmasıydı. Her iki deney de Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi (CERN)’nden gelen aynı nötrinolar üzerine deney yapıyordu. Dolayısıyla birbirleri ile tutarlı olmayan sonuçlar vermeleri ve en önemlisi bir deneyden ortaya çıkan sonucun Albert Einstein’in özel görelilik ilkesine göre aykırı olması, bu deneyleri bilim dünyası açısından oldukça şaşırtıcı yapıyordu.
Bugün (23 Şubat) CERN’de yapılan bir duyuruya ve dün bazı bilim sayfalarında çıkan haberlere göre OPERA deneyinde ışıktan hızlı nötrino ölçümlerini etkileyebilecek iki olası etkiden bahsediliyor. Bu etkiler, nötrinoların zaman ölçümlerini doğrudan etkileyebilecek düzeyde ve biri nötrinoların ışıktan hızlı gidemediklerini gösterebilirken diğeri ışıktan hızlı olabileceklerini ifade edebilir. Bu olası etkilerden biri GPS senkronizasyonları için zaman damgalarını sağlamak amacıyla kullanılan bir osilatörle ilgili. Bu osilatör nötrinonun CERN’den İtalya’daki Gran Sasso laboratuvarına olan uçuş süresini belirlemede bir uçuş zamanının artmasına yol açabilir-bu nötrinoların ışıktan hızlı olmadığı bir anlamda ifade eder. İkinci olası etki ise optik fiber bağlayıcı ile ilgili. Bu optik fiber bağlayıcı OPERA deneyinin ana saatine dış GPS sinyalini getirir. Ölçümler alındığında bu fonksiyonun düzgün çalışmamış olabileceği konusunda endişeleniyor bilim insanları. Bu durumda nötrinoların uçuş zamanında bir düşmeye yol açabilir bu etkiler -bu düşme de nötrinoların ışık hızını geçtiğini bir anlamda ifade eder. Bu etkilerin potansiyel etkisi üzerine OPERA işbirliği çalışmaya devam ediyor. Mayıs ayında yeni ölçümlerin alınmaya başlayacağı da CERN’deki duyuruda belirtilmiş[1].
Bu iki olası etki üzerinde durulmasının sebebi ise nötrino hızlarını belirlemede GPS sinyalleri ile OPERA’daki ana saat yani atomik saat kullanılıyor. GPS sinyallerinin ölçümü hesaplanarak nötrinoların konumlarını belirlenirken atomik saat nötrinoların uçuş zamanını hesaplıyor[2]. Dolayısıyla bu iki faktörde herhangi bir hata nötrinoların hızlarını tayin etmede yanlışlıklara yol açabilir.
OPERA işbirliği tarafından deneyler sürmekte ve CERN duyurusunda belirtildiği gibi yeni ölçümler Mayıs ayında alınacak. Diğer deney ortamlarında da bu deneylerin sürmesi planlanıyor, örneğin ABD’de MINOS işbirliği Fermillab’da bu deneyi tekrarlayıp ilk sonuçlarını bu yılın sonunda yayınlamayı planlıyorlar[3]. Nötrinoların hızı ile ilgili sonuçların bir süre daha tartışılacağı söylenebilir.
*Nötrinolar, birçok maddenin içinden etkileşmeden geçebilen atom altı parçacıklardır. Kütlesi konusunda belirsizlikler olmakla birlikte kimi bilim insanları nötrinoların kütlesiz olduğunu kimileri de çok çok az bir kütleye sahip olduklarını savunmaktadır. Elektriksel olarak yükü sıfırdır. Nötrinoyu anlatan Türkçe altyazılı hazırladığımız görseli izleyebilirsiniz: http://www.facebook.com/video/video.php?v=10150208885145512
Hazırlayan: Gökhan Atmaca / http://www.twitter.com/kuarkatmaca
Kaynaklar:
- http://press.web.cern.ch/press/PressReleases/Releases2011/PR19.11E.html
- http://physicsworld.com/cws/article/news/48763
- http://www.nature.com/news/flaws-found-in-faster-than-light-neutrino-measurement-1.10099