Bilim İnsanları İlk Kez Karanlık Madde Parçacığını Tespit Etmiş Olabilir
LUX-ZEPLIN dedektörü, karanlık maddenin ilk doğrudan kanıtı olabilecek nadir bir yüksek enerjili sinyal tespit etti. Fizikçiler son derece temkinli davranıyorlar, ancak tespit edilen patlamanın bilinen doğa yasalarıyla açıklanamayacağını kabul ediyorlar. Eğer bu keşif doğrulanırsa, bilim evrenin yapısıyla ilgili en temel sorulardan birine cevap vermiş olacak.
Karanlık maddenin neden yerin derinliklerinde arandığı.
Dünya üzerinde karanlık madde aramanın en büyük zorluğu, her saniye atmosferi delen kozmik ışınlardan kaynaklanan sürekli gürültüdür. Dedektörleri bu girişimden korumak için, yüzlerce metre derinliğe, kayaya gömülmüş terk edilmiş madenlere ve tünellere yerleştirilirler.
Kaya, sıradan parçacıkları engelleyen doğal bir kalkan görevi görürken, karanlık madde herhangi bir malzemeden serbestçe geçer ve bu da aletlerin yalnızca nadir ve saf etkileşimleri tespit etmesine olanak tanır.
Güney Dakota’da yerin yaklaşık 1,6 kilometre altında, 10 ton ultra saf sıvı ksenon içeren LUX-ZEPLIN (LZ) dedektörü bulunmaktadır. Birincil amacı, karanlık madde parçacığının bir ksenon çekirdeğiyle varsayımsal çarpışmasını tespit etmektir.
Mart 2023 ile Nisan 2024 arasında 220 gün boyunca yapılan gözlemlerden elde edilen verileri analiz eden bir araştırma ekibi, alışılmadık bir olgu keşfetti. Cihaz, 248 kiloelektron volt (keV) değerinde tek bir enerji patlaması tespit etti. Tipik olarak, bu tür sinyallerin aranması 50 keV’e kadar uzanır, ancak bilim insanları analizlerini 270 keV’e kadar genişlettiler.
İnsan hatasını ve öznelliği ortadan kaldırmak için LZ ekibi bir veri “kirletme” yöntemi kullanıyor: karanlık maddeyi simüle eden rastgele sinyaller yapay olarak veri kümesine ekleniyor. Bu sahte veriler ancak ana analiz tamamlandıktan sonra kaldırılıyor. Araştırmacılar veri kümesini yapay gürültüden temizledikten sonra, geriye yalnızca bir gerçek sinyal kalıyor.
Hesaplamalara göre, onu yaratan parçacığın kütlesi en az 200 gigaelektronvolt, büyük olasılıkla ise yaklaşık 1000 gigaelektronvolt olmalı; bu da bir protondan binlerce kat daha ağırdır. Bu, on yıllardır önde gelen karanlık madde adayları olarak kabul edilen büyük kütleli parçacıklar olan WIMP’lerin teorik parametreleriyle tamamen tutarlıdır.
Bağımsız doğrulama bekleniyor.
Bu keşif bilim camiasında büyük ilgi uyandırıyor, ancak yazarlar ve diğer laboratuvarlardaki meslektaşları ihtiyatlı olunması gerektiğini vurguluyor. Dışarıdan uzmanlar, “Arka plan radyasyonu gibi tipik açıklamaların dikkatlice incelenmesi gerekiyor” diyor .
Deney katılımcıları, tek bir sinyalin henüz keşfin kesin kanıtı olarak kabul edilemeyeceğini açıkça belirtiyor. Bristol Üniversitesi’nden fizikçi Samuel Eriksen, “Gözlemlediğimiz şey sadece tek bir yüksek enerjili olay” diyor. “Bunun kesinlikle karanlık madde olduğunu iddia etmiyoruz.” Bununla birlikte, bilim insanları sonucu yayınlamaya karar verdiler çünkü bunu olağan arka plan süreçleriyle ilişkilendiremediler.
Geçerliliğin temel kriteri tekrarlanabilirlik olacaktır. İtalya’daki XENONnT ve Çin’deki PandaX gibi rakip deneyler, benzer hassasiyete sahip düzeneklere sahip ve aynı enerji aralığında çalışıyor. Eğer sinyal gerçekse, yakın gelecekte verilerinde benzer parlamalar ortaya çıkmalıdır.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Bilim İnsanları İlk Kez Karanlık Madde Parçacığını Tespit Etmiş Olabilir
Hubble’dan 100 Kat Geniş Görüş: NASA’nın Yeni Gözü Derin Uzay Yolculuğuna Başladı!